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Steuerung eines Wendegetriebes, insbesondere eines Wendegetriebes für Strömungsgetriebe von Schienenfahrzeugen
Die Erfindung betrifft die Steuerung eines Wendegetriebes, insbesondere eines Wendegetriebes für Strömungsgetriebe von Schienenfahrzeugen, bei der eine formschlüssige Schaltkupplung über einen Stellkolben betätigt und in Abhängigkeit von der Drehbewegung der Welle und dem Füllzustand der Strömungskreisläufe über eine Verriegelung im eingeschalteten Zustand gesperrt wird, bestehend aus Einrichtungen für die Druckmittelfreigabe zur Steuerung der Betätigung der Schaltkupplung in Abhängigkeit vom Soll- und Ist-Zustand der Fahrtrichtung und vom öldruck sowie einem in Abhängigkeit von der Drehbewegung der Antriebswelle des Strömungsgetriebes schliessenden Steuerventil,
wobei die Einrichtungen für die Druckmittelfreigabe und das Steuerventil in Reihe geschaltet sind, und zwei entsprechend der gewünschten Dreh-bzw. Fahrtrichtung betätigbaren Magnetventilen, über die der Stellzylinder beaufschlagbar ist.
Es ist eine Steuerung eines Wendegetriebes bekannt, bei der die genannten Einrichtungen zur Druckmittelfreigabe aus zwei Ventilen bestehen. Das erste, ein elektropneumatisches Ventil, wird in Abhängigkeit vom Soll-und Ist-Zustand gesteuert und das zweite, ein Umschaltventil, wird in Abhängigkeit vom Füllungszustand hydraulisch beaufschlagt. Beide Ventile sind in Reihe geschaltet. Der Stellkolben ist in seiner Endlage durch einen federgespannten Kippmechanismus verriegelt. Die Freigabe der Verriegelung erfolgt durch einen grossen Überschuss der Stellkräfte. Obwohl diese Steuerung nach dem Ruhestromprinzip arbeitet und durch den federgespannten Kippmechanismus kein Folgesteuerventil erforderlich ist, ergeben sich unerwünschte Nachteile.
Zur Realisierung der erforderlichen Haltekraft an der Schaltmuffe sind konstruktiv ungünstige Lösungen erforderlich, die sich in relativ grossen Abmessungen, viel Verschleissteilen und einem relativ hohen Montageaufwand äussern.
In einer Stellung, in der die Zähne der Schaltmuffe vor den Zähnen des zu kuppelnden Zahnrades stehen, werden die Zähne beider Bauteile schlagartig mit einer sehr grossen Kraft belastet. Dies bringt einen hohen Verschleiss bzw. eine Verformung der Zähne mit sich. Schliesslich bedingt diese Steuerung neben einem relativ grossen konstruktiven auch einen hohen fertigungstechnischen Aufwand.
Schliesslich ist eine Steuereinrichtung für Wendegetriebe von Schienenfahrzeugen bekannt, bei der ein Steuerbefehl zur Fahrtrichtungsänderung bei eingetretenem Stillstand der Lokomotive weitergeleitet wird. Der Einleitung der Fahrtrichtungsänderung dienen Magnetventile.
Diese Steuereinrichtung ist mit der eingangs erwähnten Steuerung aber nicht vergleichbar, da hiebei keine Verriegelung von Verstellkolben vorgenommen wird.
Der Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Steuerung für Wendegetriebe, die wirtschaftlich und betriebssicher arbeitet und mit einem minimalen Aufwand herstellbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerung so zu ändern, dass durch besondere Ausbildung der Verriegelung und der Einrichtungen zur Druckmittelfreigabe in Abhängigkeit vom Sollund Ist-Zustand und vom öldruck bzw. Füllzustand der Strömungskreisläufe die Forderung nach hoher
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Lebensdauer und einfacher konstruktiver und fertigungstechnischer Ausführung unter Beachtung der sicherheitstechnischen Anforderungen an die Schaltmuffenbetätigung erfüllt werden.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Druckmittelfreigabe an den Verriegelungszylinder in Abhängigkeit vom Soll-und Ist-Zustand der Fahrtrichtung und dem Füllzustand der Strömungskreisläufe ein einziges Magnetventil vorgesehen ist und dass die dreh-bzw. fahrtrichtungsabhängigen Magnetventile, über die der Stellzylinder beaufschlagbar ist und über die die Schaltmuffe betätigt wird, in Abhängigkeit von der gewählten Fahrtrichtung und von der Stellung und Betätigungsrichtung des Verriegelungskolbens schaltbar sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist parallel zu einem den öldruck in den Strömungskreisläufen überwachenden Druckwächter eine bei Füllstoss in der gewünschten einzuschaltenden Fahrtrichtung betätigbare elektrische Überbrückung angeordnet.
Das Magnetventil ist mit einem Kontaktgeber so verbunden, dass es bei übereinstimmung von angesteuerter und Ist-Fahrtrichtung spannungslos ist. Stimmen der Ist-und der Soll-Zustand nicht überein und meldet der Druckwächter, dass kein Strömungskreislauf gefüllt ist, so öffnet das Magnetventil die Luftleitung in Richtung des Steuerventils, das bei Feststellung des Stillstandes der Welle die Druckluftleitung öffnet. Danach wird der Verriegelungskolben mit Druck beaufschlagt und entriegelt die Schaltvorrichtung. Gleichzeitig wird über einen mit dem Entriegelungskolben verbundenen Hebel und über den entsprechenden Endschalter ein Kontakt zur Öffnung des entsprechenden Magnetventils geschlossen. Damit ist die entsprechende Leitung zum Stellzylinder freigegeben und die Verschiebung der Schaltmuffe kann erfolgen.
Kann die Schaltmuffe infolge Gegenüberstellung der Zähne der Schaltmuffe und der Zähne des zu kuppelnden Zahnrades nicht in Arbeitsstellung gebracht werden, so wird die zu kuppelnde Welle mit der Schaltmuffe durch einen sogenannten Füllstoss, d. h. der Strömungskreislauf wird kurzzeitig mit öl beaufschlagt, weitergedreht. Damit würde aber dem gesamten System die Luft abgesperrt, da der Druckwächter anspricht und über das Magnetventil die Druckluftzufuhr verhindert wird. Zur Vermeidung dieses Zustandes ist parallel zum Druckwächter eine bei Notwendigkeit der Vornahme eines Füllstosses betätigbare elektrische überbrückung angeordnet.
Zur Vermeidung einer unerwünschten Verklemmung zwischen dem Verriegelungskolben und der Schaltvorrichtung und zur Schaffung definierter Kraftverhältnisse sind die Endschalter hubhystereseabhängig geschaltet.
Durch die Erfindung ergibt sich ein relativ einfacher und wenig aufwendiger Aufbau, da ein Minimum an Ventilen und andern Bauteilen benötigt wird. Ausserdem sind diese Bauteile keinen besonderen Belastungen ausgesetzt, so dass eine hohe Lebensdauer erzielt wird.
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine schematisch dargestellte Steuerung eines Wendegetriebes.
Von einem nicht dargestellten Drucklufterzeuger wird aufbereitete Luft einem Magnetventil - zugeführt. Das Magnetventil-l-ist mit einem Kontaktgeber --2-- und einem Druckwächter --3-- elektrisch verbunden. Der Druckwächter --3-- überwacht den öldruck in den nicht dargestellten Strömungskreisläufen. Ein Steuerventil --4-- besitzt einen Tastfinger --5--, Kolben-8, 9 und 30-und Entlüftungsbohrungen-29-. Über eine Leitung --28-- kann ein Raum zwischen den zwei Kolben--8, 9-- druckbeaufschlagt werden.
Steht die Welle --6-- still, so wird bei Druckbeaufschlagung der Leitung --28-- der Kolben --9-- bis zum Anschlag des
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--6-- verschoben- -28--. Ein Verriegelungskolben--10-ist mit einer Feder --11-- belastet und verriegelt eine Schaltvorrichtung-12-. Die Schaltvorrichtung --12-- wird von einem Stellzylinder-13-betätigt und verschiebt eine Schaltmuffe--14--. Ein Hebel --15-- ist mit dem Verriegelungskolben--10--mechanisch verbunden und betätigt zwei Endschalter-16, 17--. Die Endschalter-16, 17-- sind mit zwei weiteren Magnetventilen-18, 19- elektrisch verbunden.
Mit einem Schalter --20-- wird die entsprechende Fahrtrichtung vorwärts oder rückwärts gewählt. Dadurch kann das Magnetventil--18 oder 19-betätigt werden. Eine Wirkung des Magnetventils--18 oder 19-ist nur möglich, wenn ein Steuerkontakt--23-durch ein Relais - -22-- geschlossen wird. Die Endschalter--16, 17- werden mechanisch von dem Hebel--15-
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Durch den Schalter--20--, den Kontaktgeber--2--, den Druckwächter --3-- bzw.
Überbrückungskontakt --26-- wird die Spule des Magnetventils--l--betätigt. Dioden--27-- dienen zur Vermeidung von Kurzschlüssen.
Die Wirkungsweise der Steuerung ist folgende :
Stimmt die gewählte mit der tatsächlichen Fahrtrichtung nicht überein und meldet der Druckwächter-3-, dass kein Strömungskreislauf gefüllt ist, so wird das Magnetventil-l-über den Schalter-20-, den Kontaktgeber --2-- und den Druckwächter --3-- angesteuert und
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Zähne mit den Zähnen des nicht dargestellten, zu kuppelnden Zahnrades nicht in eine neue Arbeitsstellung gebracht werden, so wird ein sogenannter Füllstoss gegeben, d. h. ein Strömungskreislauf wird kurzzeitig mit öl gefüllt, um eine relative Bewegung der Schaltmuffe zum zu kuppelnden Zahnrad zu ermöglichen.
Bei Füllung einer der Strömungskreisläufe ist aber ein Verschieben der Schaltmuffe --14-- nicht gestattet und durch den geöffneten Kontakt des Druckwächters--3--entsprechend verriegelt. Um dieses Verbot in dem genannten Füllstoss aufzuheben und das Abschalten der Druckluft
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Erreichen der Endstellung der Schaltmuffe --14-- öffnet ein Kontakt des Kontaktgebers-2und macht das Magnetventil--l--stromlos. Dadurch wird die Druckluftzufuhr zum Steuerventil - unterbrochen und das gesamte System entlüftet. Somit kann die Federnden Entriegelungskolben--10--wieder in die Verriegelungsstellung bringen.
Beim Verlassen der oberen Endstellung schliesst der Kontakt des Endschalters--17--, was jedoch ohne Wirkung auf das Relais - -22-- bleibt, da sowohl der Kontakt des Endschalters --16-- als auch der Selbsthaltekontakt - geöffnet sind. Beim Erreichen der unteren Stellung des Verriegelungskolbens-10-schliesst der Kontakt des Endschalters--16--, das Relais --22-- wird unter Strom gesetzt und der Steuerkontakt --23-- unterbricht die Stromzufuhr zum Magnetventil--19--. Gleichzeitig wird der Selbsthaltekontakt--24--geschlossen und somit ist eine für den erneuten Richtungswechsel notwendige Entriegelung vorbereitet.
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Control of a reversing gear, in particular a reversing gear for fluid drives in rail vehicles
The invention relates to the control of a reversing gear, in particular a reversing gear for fluid drives in rail vehicles, in which a positive clutch is actuated via an actuating piston and, depending on the rotational movement of the shaft and the filling level of the flow circuits, is locked via a lock in the switched on state, consisting of devices for the release of pressure medium to control the actuation of the clutch depending on the target and actual state of the direction of travel and the oil pressure as well as a control valve that closes depending on the rotary movement of the drive shaft of the fluid transmission
wherein the devices for the pressure medium release and the control valve are connected in series, and two according to the desired rotary or. Direction of travel actuatable solenoid valves via which the actuating cylinder can be acted upon.
A control of a reversing gear is known in which the mentioned devices for releasing pressure medium consist of two valves. The first, an electropneumatic valve, is controlled as a function of the target and actual state and the second, a switch valve, is hydraulically loaded as a function of the filling state. Both valves are connected in series. The actuating piston is locked in its end position by a spring-loaded tilt mechanism. The lock is released by a large excess of the actuating forces. Although this control works on the closed-circuit principle and the spring-loaded tilt mechanism means that no sequence control valve is required, there are undesirable disadvantages.
To achieve the required holding force on the shift sleeve, structurally unfavorable solutions are required, which are expressed in relatively large dimensions, a large number of wearing parts and a relatively high installation effort.
In a position in which the teeth of the gearshift sleeve are in front of the teeth of the gear to be coupled, the teeth of both components are suddenly loaded with a very large force. This leads to high wear and tear or deformation of the teeth. Ultimately, this control requires not only a relatively large structural effort but also a high level of manufacturing effort.
Finally, a control device for reversing gears of rail vehicles is known in which a control command to change the direction of travel is forwarded when the locomotive has come to a standstill. Solenoid valves are used to initiate the change in direction of travel.
However, this control device cannot be compared with the control system mentioned at the beginning, since the adjusting pistons are not locked.
The purpose of the invention is to create a control for reversing gears that works economically and reliably and can be produced with minimal effort.
The invention is based on the object of modifying the control system so that, through the special design of the locking mechanism and the devices for releasing pressure medium, depending on the target and actual state and the oil pressure or filling state of the flow circuits, the demand for higher
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Lifetime and simple design and production engineering, taking into account the safety requirements for the shift sleeve actuation.
According to the invention, this object is achieved in that a single solenoid valve is provided for releasing pressure medium to the locking cylinder as a function of the desired and actual state of the direction of travel and the filling state of the flow circuits and that the rotary or. Direction-dependent solenoid valves, via which the actuating cylinder can be acted upon and via which the shift sleeve is actuated, can be switched depending on the selected direction of travel and the position and actuation direction of the locking piston.
According to a further feature of the invention, in parallel to a pressure monitor that monitors the oil pressure in the flow circuits, an electrical bridging device that can be actuated in the desired direction of travel when the tank is filled is arranged.
The solenoid valve is connected to a contactor in such a way that it is de-energized when the controlled and actual direction of travel match. If the actual and the target state do not match and the pressure monitor reports that no flow circuit is filled, the solenoid valve opens the air line in the direction of the control valve, which opens the compressed air line when the shaft is at a standstill. Then the locking piston is pressurized and unlocks the switching device. At the same time, a lever connected to the unlocking piston and the corresponding limit switch close a contact to open the corresponding solenoid valve. This releases the corresponding line to the actuating cylinder and the shift sleeve can be shifted.
If the shift sleeve cannot be brought into working position due to the juxtaposition of the teeth of the shift sleeve and the teeth of the gear to be coupled, the shaft to be coupled with the shift sleeve is caused by a so-called filling surge, i.e. H. the flow circuit is briefly pressurized with oil and turned further. However, this would shut off the air from the entire system, since the pressure monitor responds and the supply of compressed air is prevented via the solenoid valve. In order to avoid this condition, an electrical bridging which can be actuated when a filling step is necessary is arranged parallel to the pressure monitor.
To avoid undesired jamming between the locking piston and the switching device and to create defined force relationships, the limit switches are switched as a function of the stroke hysteresis.
The invention results in a relatively simple and inexpensive structure, since a minimum of valves and other components is required. In addition, these components are not exposed to any particular loads, so that a long service life is achieved.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows a schematically represented control of a reversing gear.
Conditioned air is supplied to a solenoid valve by a compressed air generator (not shown). The solenoid valve-l-is electrically connected to a contactor --2-- and a pressure monitor --3--. The pressure switch --3-- monitors the oil pressure in the flow circuits (not shown). A control valve --4-- has a feeler finger --5--, piston-8, 9 and 30- and vent holes-29-. A space between the two pistons - 8, 9 - can be pressurized via a line --28--.
If the shaft --6-- is stationary, when the line --28-- is pressurized, the piston --9-- is pushed to the stop of the
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--6-- postponed- -28--. A locking piston -10- is loaded with a spring -11- and locks a switching device -12-. The switching device --12-- is operated by an adjusting cylinder -13- and moves a switching sleeve - 14--. A lever --15-- is mechanically connected to the locking piston - 10 - and operates two limit switches -16, 17-. The limit switches -16, 17- are electrically connected to two further solenoid valves -18, 19-.
With a switch --20-- the corresponding direction of travel forwards or backwards is selected. This allows the solenoid valve - 18 or 19 - to be operated. The solenoid valve - 18 or 19 - can only work if a control contact - 23 - is closed by a relay - -22--. The limit switches - 16, 17- are mechanically operated by the lever - 15-
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With the switch - 20--, the contactor - 2--, the pressure switch --3-- or
Bridging contact -26- activates the coil of the solenoid valve -l. Diodes - 27 - are used to prevent short circuits.
The operation of the control is as follows:
If the selected direction does not match the actual direction of travel and the pressure switch-3- reports that no flow circuit is filled, the solenoid valve-l-is switched on via the switch-20-, the contactor --2-- and the pressure switch --3 - controlled and
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Teeth with the teeth of the gear to be coupled, not shown, are not brought into a new working position, a so-called filling surge is given, i.e. H. a flow circuit is briefly filled with oil in order to enable the shift sleeve to move relative to the gear to be coupled.
When one of the flow circuits is filled, however, shifting the switching sleeve --14 - is not permitted and is locked accordingly by the open contact of the pressure switch - 3. To lift this prohibition in the mentioned filling and switch off the compressed air
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When the end position of the switching sleeve --14-- is reached, a contact of contactor-2 opens and the solenoid valve - l - is de-energized. This interrupts the compressed air supply to the control valve - and the entire system is vented. Thus, the spring can bring the unlocking piston - 10 - back into the locking position.
When leaving the upper end position, the contact of the limit switch -17- closes, but this has no effect on the relay -22-, since both the contact of the limit switch -16- and the latching contact are open. When the locking piston 10-reaches the lower position, the contact of the limit switch -16- closes, the relay -22- is energized and the control contact -23- interrupts the power supply to the solenoid valve -19- . At the same time, the self-holding contact - 24 - is closed and the unlocking required for the next change of direction is prepared.
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