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Einrichtung auf einem Schienenfahrzeug zur Steuerung des Schmiermechanismus für dessen Radkränze, insbesondere für
Lokomotiven und Triebwagen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung auf einem Schienenfahrzeug zur Steuerung des Schmierme- chanismus für dessen Radkränze, insbesondere für Lokomotiven und Triebwagen, mit Hilfe von minde- stens einem den Schmiermechanismus betätigenden Elektroventil.
Die Erfindung ist durch einen elektronischen Zähler gekennzeichnet, der einen ersten und einen zwei- ten Eingangskreis sowie mindestens einen Ausgangskreis umfasst, wobei der erste Eingangskreis mit einem Impulsgeber verbunden ist, welcher in an sich bekannter Weise eine der vom Fahrzeug zurückgelegten
Strecke proportionale Anzahl von Stromimpulsen liefert, wogegen der Ausgangskreis jeweils nach einer bestimmten und durch eine an sich bekannte..
Einstellvorrichtung am elektronischen Zähler regelbaren Anzahl N dieser Stromimpulse einen Ausgangsimpuls abgibt, welcher das Elektroventil speist, und wobei der zweite Eingangskreis mit einem Kurvenanzeiger verbunden ist, der beim Durchfahren einer Kurve einen Impuls liefert, welcher im Ausgangskreis des Zählers periodische Impulse erzeugt, die jedoch das Elektroventil nur dann speisen, wenn die Impulsfolgefrequenz der ersterwähnten Stromimpulse grösser als eine fest vorgegebene Frequenz ist.
An Hand der Zeichnungen werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung näher erläutert. Fig. l zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels, die Fig. 2, 3, 4 und 5 zeigen zur Veranschaulichung der Funktion der Einrichtung die in der Einrichtung auftretenden zeitlichen Impulsfolge, Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels, Fig. 7 zeigt ein elektrisches Block-Schaltbild der Einrichtung nach Fig. 6, Fig. 8 erläutert die symbolische Darstellung der im Schaltbild nach Fig. 7 verwendeten logischen Elemente und Fig. 9 zeigt eine besondere Ausführungsform eines in der Einrichtung nach der Erfindung verwendeten Impulsgebers.
In Fig. 1 ist ein elektronischer Zähler 1 dargestellt, der bei 2 von einer Gleichstromquelle gespeist wird und der einen ersten Eingangskreis 3 und einen zweiten Eingangskreis 10 besitzt. Eingangskreis 3 ist mit einem Impulsgeber 4 verbunden, der eine photoelektrische Zelle 5, eine Lampe 6 sowie eine mit einer Öffnung 8 versehene scheibenförmige Blende 7 umfasst, die auf einer Tachometerwelle 9 des Fahrzeuges befestigt ist.
Der Eingangskreis 10 ist mit einem Kurvenanzeiger 11 verbunden, welcher schematisch durch einen Umschaltkontakt dargestellt wird, dessen schwenkbarer Kontaktarm 12 je nach der Richtung der durchfahrenen Kurve nach der einen oder andern Seite schwingen kann und dabei jeweils einen elektrischen Stromkreis schliesst.
Der Ausgangskreis 13 des elektronischen Zählers 1 ist mit einem Elektroventil verbunden, das beispielsweise einen Elektromagneten 14 und ein Ventil 15 umfasst. Wenn der Elektromagnet 14 erregt wird, gibt das Ventil 15 den Durchgang von komprimierter Luft in Richtung der Pfeile 16 frei ; die Pressluft dient zur Betätigung des Schmieröl Verteilers. Eine parallel zum Elektromagneten 14 geschaltete Kontrollampe 17 zeigt die Schmierung an.
Der elektronische Zähler 1 hat einen Wahlschalter 18, mit dem entweder die Verbindung zum Impulsgeber 5, zum Kurvenanzeiger 11 oder zu beiden gemeinsam hergestellt werden kann ; in der letzter-
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wähnten Stellung werden, sobald der Kurvenanzeiger 11 anspricht, vom elektronischen Zähler automa- tisch die Impulse des Kurvenanzeigers aufgenommen, während bei nichtvorhandenem Signal des Kurvenanzeigers die Impulse des Impulsgebers 4 verarbeitet werden.
Am elektronischen Zähler 1 sind ausserdem zwei weitere Wahlschalter 19 und 20 sowie drei Poten- tiometer21, 22 und 23 angeordnet, deren Funktion weiter unten erläutert wird.
Die beschriebene Einrichtung arbeitet folgendermassen :
Wenn sich das Schienenfahrzeug bewegt, dreht sich die Tachometerwelle 9 mit einer der Geschwindigkeit des Fahrzeugs proportionalen Drehzahl. Bei jeder Umdrehung der Welle 9 und damit der Scheibe 7 wird beim Durchgang der Öffnung 8 zwischen der photoelektrischen Zelle 5 und der Lampe 6 des Impulsgebers 4 ein elektrischer Impuls im Eingangskreis 3 erzeugt. Diese Impulse, deren Zahl dem zurückgelegten Weg proportional ist, sind in Fig. 2 mit i3 bezeichnet und als Funktion der Zeit dargestellt. Nach jeweils n Impulsen, also nach n, 2n, 3n,..., kn Impulsen is, liefert der elektronische Zähler 1 einen Ausgangsimpuls ivon der Dauer t ig (Fig. 3), der den Elektromagneten 14 des Elektroventils speist.
Damit bewirken die Ausgangsimpulse i13 ein Öffnen des Ventils 15 und somit die periodische Schmierung der Radkränze des Fahrzeuges jeweils während der Zeitdauer t13 und jeweils nach gleichen zurückgelegten Wegstrecken, deren Grösse durch die Anzahl n der Impulse is bestimmt ist.
Wenn das Fahrzeug eine Kurve durchfährt und dabei seine Geschwindigkeit hinreichend gross ist, dann spricht der Kurvenanzeiger 11 an und liefert während der gesamten Dauer der Kurvenanzeige einen Impuls iloim Eingangskreis 10 des elektronischen Zählers 1. Dieser Impuls i 10 ist als Funktion der Zeit in Fig. 4 dargestellt. Der Zähler 1 registriert diesen Impuls i10 und liefert während der Dauer dieses Impulses an den Ausgangskreis 13 periodische Impulse i14 mit der Periodendauer tu4, dite sich aus der Einschaltdauer to und der Ruhezeit tl zusammensetzt. DieAusgangsimpulse i14 bewirken das Öffnen des Ven-
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Kurve durchfahren wird.
Die beiden Wahlschalter 19 und 20 des elektronischen Zählers 1 erlauben die Einstellung der Anzahl n der Impulse ig (Fig. 2 und 3), so dass die vom Fahrzeug zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schmierun- gen zurückgelegte Wegstrecke unterschiedlich gewählt werden kann. Die sechs Stellungen, die die Wahlschalter 19 und 20 nach Fig. l einnehmen können, erlauben die Wahl von sechs verschiedenen Werten der Anzahl n. In der Darstellung nach Fig. 1 sind die beiden Wahlschalter in Reihe geschaltet, und der Wahlschalter 19 erlaubt die Wahl dreier Werte n, die beispielsweise drei verschiedenen Tachometertypen ent- - sprechen können, so dass man bei jedem Tachometertyp eine Schmierung nach identischen Wegstrecken erreichen kann. Mit dem Wahlschalter 20 können dann noch die Grössen dieser Wegstrecken variiert wer-
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In Fig. 6 ist ein elektronischer Zähler 1 dargestellt, der von einer Gleichstromquelle 2 gespeist wird und einen Impulsgeber 4 sowie einen Kurvenanzeiger 31 besitzt, welcher aus einem Umschaltkontakt mit den festen Kontakten 33 und 44 sowie dem schwenkbaren Kontaktarm 32 besteht. Wie bei dem Kurvenanzeiger nach Fig. 1 schwingt der Kontaktarm 32 beim Durchfahren einer Kurve nach der einen oder andern Seite und berührt dabei entweder den festen Kontakt 33 oder 34 ; im Unterschied zum Beispiel nach Fig. l liegen die Kontakte 33 und 34 in getrennten Stromkreisen. Mit 35 ist der den Zähler 1 mit dem Kurvenanzeiger 31 verbindende Eingangskreis bezeichnet.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel hat der Zähler 1 nunmehr auch zwei Ausgangskreise 36 und 37, die mit den beiden Elektroventilen 38 bzw. 39 verbunden sind. Das Elektroventil 38 steuert die Schmierung der linken Räder des Fahrzeuges, wogegen das Elektroventil 39 die Schmierung der rechten Fahrzeugräder steuert.
Die Arbeitsweise der Einrichtung entspricht ansonsten der des ersten Ausführungsbeispieles nach Fig. 1.
Die Ausgangsimpulse ilS (Fig. 3) des Zählers 1 als Funktion der einstellbaren Zahl N der Stromimpulse ig des Impulsgebers 4 werden jeweils beiden Ausgangskreisen 36 und 37 zugeführt, wodurch die Schmierung der linken und rechten Räder des Fahrzeuges bewirkt wird.
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und 34Ausgangsimpulse i14 im Ausgangskreis 37 erzeugt. Auf diese Weise wird erreicht, dass beim Durchfahren einer Kurve immer nur die Radkränze der auf der Aussenseite der Kurve gelegenen Räder des Fahrzeuges geschmiert werden.
In Fig. 7 ist das Blockschaltbild der beschriebenen Einrichtung nach Fig. 6 dargestellt. Die in diesem Blockschaltbild verwendeten Symbole für die logischen Elemente sind in Fig. 8 erläutert.
Der elektronische Zähler 1 umfasst folgende Bauelemente :
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Einen Spannungsbegrenzer 51, ein Element 52 zum Zählen der Impulse mit den Wahlschaltern J 9 und
20 zum Einstellen der gewünschten Anzahl N von Impulsen und damit des Weges zwischen zwei Schmie- rungen, ein die Dauer der Ausgangsimpulse i13 bestimmendes Zeitglied 53 mit dem Potentiometer 21, ein kombiniertes UND-NICHT-Element 54, das dann und nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn der erste
Eingang (Pfeil) ein Eingangssignal und der zweite Eingang (Kreis) kein Signal erhalten, den Wähler 18, des- sen Funktion weiter unten erläutert wird, zwei ODER-Elemente 55 und 56, zwei Verstärker 57 und 58, die Elektroventile 38 und 39 mit den dazu parallel ge.
ichaltetenKontrollampen, die photoelektrische Zel- le 5, eine Stromquelle 59 zur Speisung der Einrichtung, einen Impulsgeber 60 zur Erzeugung der Impul- se i14 (Fig. 5) mit den beiden Potentiometern 22 und 23, den Kurvenanzeiger mit dem Umschaltkontakt
32,33 und 34, zwei UND-Elemente 61 und 62 mit je drei Eingängen, ein ODER-Element 63 sowie ein
Entscheidungsglied 64, das die Impulsfolgefrequenz der Stromimpulses (Fig. 2) misst und bei Oberschrei- ten eines vorgebbaren Wertes dieser Impulsfolgefrequenz ein Ausgangssignal abgibt.
Das Schema in Fig. 9 veranschaulicht die Funktion der beschriebenen Einrichtung.
Der Wähler 18 kann eine der drei angedeuteten Lagen einnehmen ; Stellung t bedeutet "gradlinige
Strecke", Stellung c bedeutet "Kurve", Stellung t+c bedeutet "gradlinige Strecke und Kurve". Nimmt der Wähler 18 die Stellung t ein, dann bleibt die Funktion des Kurvenanzeigers wirkungslos. Die Impulse ils deys elektronischen Zählers werden an das UND-NICHT-Element 54 weitergegeben und gelangen über die ODER-Elemente 55 und 56 zu den Verstärkern 57 und 58, deren Ausgänge die Elektroventile 38 und 39 speisen.
Nimmt der Wähler 18 die Stellung c ein, dann werden die periodischen Impulse il4 (Fig. 5), die der
Impulsgeber 60 liefert, den beiden UND-Elementen 61 und 62 zugeführt. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges und damit die Impulsfolgefrequenz der Impulse is gross genug ist, dann gibt das Entscheidungs- glied 64 ein Ausgangssignal ab, das den beiden UND-Elementen 61 und 62 zugeführt wird ; wenn unter diesen Bedingungen beim Durchfahren einer Kurve z. B. die Kontakte 32 und 33 geschlossen werden und damit einen Impuls ilo zum UND-Element 61 leiten, dann wird das Elektroventil 38 über UND-Element
61, ODER-Element 55 und Verstärker 57 erregt ; anderseits bewirkt das Schliessen der Kontakte 32 und 34 die Erregung des Elektroventils 39 über das UND-Element 62, das ODER-Element 56 und den Verstärker 58.
Nimmt der Wahlschalter 18 die Stellung t+ c ein, dann bleiben die Kontakte 32 und 33 und 32 und
34 des Kurvenanzeigers während des Fahrens auf einer gradlinigen Strecke offen, das ODER-Element 63 wird nicht gespeist, das UND-NICHT-Element 54 spricht an und die Stromimpulse iig werden, wie im Falle der Stellung t des Wählers 18 beschrieben, weitergeleitet. Wenn sich beim Durchfahren einer Kurve eines der Kontaktpaare 32 und 33 oder 32 und 34 schliesst, dann wird das ODER-Element 63 gespeist und sein aa das UND-NICHT-Element 54 geliefertes Ausgangssignal verhindert den Durchgang der Impulse il, durch das UND-NICHT-Element 54. Die Impulse i14 werden, wie für die Stellung c des Wählers 18 beschrieben, den entsprechenden Elektroventilen 38 bzw. 39 zugeführt.
Der mit einer photoelektrischen Zelle arbeitende Impulsgeber, wie er beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erläutert wurde, kann auch durch einen andern Gebertyp ersetzt werden, z. B. durch einen induktiven Geber der Art, wie er in Fig. 11 dargestellt ist.
Ein solcher induktiver Geber besteht bekanntlich aus einem offenen magnetischen Kreis 65, dessen beide Kerne von je einer Wicklung 66 bzw. 67 umgeben sind. Die Speisewicklung 66 ist an eine Gleichstromquelle angeschlossen, beispielsweise an die beiden Adern der Speiseleitungen für den elektronischen Zähler 1. Die Wicklung 67 ist, an Stelle der photoelektrischen Zelle der bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele, an den Spannungbegrenzer 51 des Zählers 1 (Fig. 9) angeschlossen. Der Geber hat ferner einen drehbaren Anker 68, der auf der Tachometerwelle 9 des Fahrzeuges befestigt ist und mit dieser Welle derart rotiert, dass er sich bei jeder Umdrehung einmal unmittelbar an den Polen der Kerne des magnetischen Kreises 65 vorbeibewegt.
Auf diese Weise wird bei jeder Vorbeibewegung des Ankers 68 an den Kernen des magnetischen Kreises der magnetische Widerstand des Luftpfades zwischen den beiden Enden der Kerne durch den Anker bis auf zwei kleine Luftspalte derart überbrückt, dass sich ein starker magnetischer Fluss im magnetischen Kreise ausbilden kann, der seinerseits eine Spannung in der Wicklung 67 erzeugt. Die Höhe dieser Spannung hängt natürlich von der Entfernung ab, mit der sich der Anker 68 an den beiden Polen der Kerne vorbeibewegt ; in jedem Falle ist jedoch die Spannung während des grössten Teiles der Drehbewegung verschwindend klein und wird nur impulsweise wirksam, wenn sich der Anker den Polen gegenüber befindet.
Der beschriebene induktive Geber kann selbstverständlich auch als Kurvenanzeiger an Stelle der Vorrichtungen 11 bzw. 31 nach den Fig. 1 bzw. 6 verwendet werden. In diesem Falle kann man beispielsweise an einem Fahrgestell 69, das um die Achse 70 drehbar am nicht dargestellten Fahrzeug befestigt
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