Schaltungsanordnung für Gleisbremsensteuerungen in einer Ablaufanlage zum Bestimmen des Vorhaltes Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Gleisbremsensteuerungen in einer Ablaufanlage zum Bestimmen des Vorhaltes, mit dem die Gleisbremse durch ein Lösekommando gedöst werden muss, damit abzulaufen bestimmte Abteilungen die Bremse mit einer vorgegebenen Ausfaufsollgeschwindigkeit verlassen.
In bekannten Ablaufanlagen beeinflusst man durch Gleisbremsen die Geschwindigkeit der ablaufenden Wa gen und Wagengruppen, die im folgenden als Abteilung bezeichnet werden. Hierbei wird verlangt, dass jede ab laufende Abteilung die Gleisbremse mit einer ganz be stimmten vorgegebenen Geschwindigkeit verlässt. Zu diesem Zwecke wird die Geschwindigkeit der Abteilung in :der Bremse kontinuierlich gemessen und ein Brem sen-Lösekommando gegeben, wenn die Geschwindig keit auf einen bestimmten Wert abgesunken ist.
Zur Geschwindigkeitsmessung benutzt man Radar- geräte oder auch radbetätigte Gleisschaltmittel, z. B. Schienenkontakte, die in dichter Folge längs der Gleis bremse angeordnet werden. Bei einer hydraulisch be tätigten Gleisbremse werden durch das Lösekommando die Vent'il'e für die Druckflüssigkeit betätigt. Dadurch werden die Bremsbalken der Bremsen auseinander be wegt.
Bei einer Wirbelstromgleisbremse bewirkt das Lösekommando die Abschaltung der Primärspannung an einem Transformator, welcher über einen Gleichrich- ter den Erregerstrom der Bremse liefert.
In beiden Fäl len vergeht eine nicht unbeträchtliche Zeit von der Ab gabe des Lösekommandos bis zum gänzlichen Aufhören der Bremswirkung. Daher ist die Auslaufgeschwindig- keit der Abteilungen aus der Bremse stets niedriger als die Geschwindigkeit bei der Abgabe des Lösekomman- dos. Man muss daher das Lösekommando mit einem be stimmten Vorhalt abgeben, also bei einem Geschwindig keitswert, der um einen gewissen,
von der Bremsver zögerung abhängigen Betrag über der Auslaufsoll geschwindigkeit liegt.
Man hat .schon versucht, zu diesem Zweck die Bremsverzögerung der Abteillungen in der Bremse kon- tinuierlich zu messen, indem man den Geschwindigkeits messwert nach der Zeit differenziert hat. Wendet man Radargeräte zur Geschwindigkeitsmessung in der Bremse an, so entstehen bei der Bildung eines kontinuierlichen Wertes für die Bremsverzögerung Schwierigkeiten, weil die Reflexionsstelle des Radarstrahles an der Abteilung wandert. Daher lässt sich nicht immer ein kontinuier licher Geschwindigkeitsmesswert bestimmen.
Ausserdem wird bei sehr kleinen Geschwindigkeiten, wie sie vor allem in Richtungsgleisbremsen vorkommen, die Dopp- lerfrequenz in der Radareinrichtung sehr klein, und es ist dann sehr schwierig, die zeitliche Änderung dieser Frequenz mit einfachen Mitteln genügend genau fest zustellen.
Wendet man radarbetätigte Gleisschaltmittel zur Geschwindigkeitsmessung an, so besteht zwar nicht die Gefahr, dass die Messung zeitweise aussetzt; jedoch müsste man aber hierbei diese Gleisschaltmittel in ausserordentlich dichter Folge anbringen, wenn die Bremsverzögerung genügend genau gemessen werden soll. Eine derartige Anbringung der Gleisschaltmittel ist aber technisch kaum möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Bestimmung des Vorhaltes zu entwik- keln, die genauer und zuverlässiger arbeitet als die be kannten Einrichtungen, die ausserdem möglichst einfach ist und ohne :die schwierige Messung der Bremsverzöge rung auskommt.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die Kraft, die von einer Gleisbremse auf einen Radsatz aus geübt wird, sich unter sonst gleichen Verhältnissen von Radsatz zu Radsatz nur in geringem Masse ändert.
Ausserdem ist auch die Zeit, die von der Abgabe des Lösekommandos bis zum gänzlichen Aufhören der Bremswirkung vergeht, bei den Gleisbremsen praktisch konstant. Daraus folgt, dass der Energiebetrag, der einem Radsatz während der Abklingzeit der Bremswirkung entzogen wird, bestimmbar ist, wenn man die Brems kraft und die Abklingzeit kennt.
Für diesen Energie betrag gilt näherungsweise die nachstehende Gleichung, wenn man mit
EMI0002.0000
m <SEP> die <SEP> Masse <SEP> der <SEP> Abteilung,
<tb> v1 <SEP> die <SEP> Geschwindigkeit, <SEP> bei <SEP> der <SEP> das <SEP> Bremsen-Lösekom mando <SEP> gegeben <SEP> wird,
<tb> v" <SEP> den <SEP> Sollwert <SEP> der <SEP> Auslaufgeschwindigkeit,
<tb> k <SEP> die <SEP> mittlere <SEP> Bremskraft <SEP> während <SEP> der <SEP> Abklingzeit,
<tb> a <SEP> die <SEP> Achsenzahl <SEP> der <SEP> Abteilung <SEP> und <SEP> mit
<tb> t <SEP> die <SEP> Zeit <SEP> vom <SEP> Lösekommando <SEP> bis <SEP> zum <SEP> Aufhören <SEP> der
<tb> Bremswirkung
<tb> bezeichnet.
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Auf der linken Seite dieser Gleichung kann (d v)2 gegen 2 v., - J v und auf der rechten Seite A v gegen 2 v" vernachlässigt werden, dann folgt:
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Aus dieser Gleichung erkennt man, dass der Vorhalt, also der Geschwindigkeitswert d v, um den man die Auslaufsollgeschwindigkeit verhöben muss, um den jenigen Wert der Geschwindigkeit zu erhalten, bei der das Bremsen-Lösekommando abgegeben werden muss, sich aus dem Quotienten
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ergibt, da k und t bekannt sind.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch eine Schaltungsanordnung gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine Achszähleinrichtung, welche die jeweils in der Bremse befindliche Achsenzahl laufend feststellt, und durch eine Divisionsschaltung, welche den Quo tienten aus dieser Achsenzahl und dem Gewicht der betreffenden Abteilung bildet, sowie durch eine Addi tionsschaltung, welche den Wert des Quotienten zu dem Wert der Auslaufsollgeschwindigkeit addiert.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Schal tungsanordnung besteht darin, dass der Aufwand zur Bildung des Vorhaltes d v sehr gering ist. Eine Achs zähleinrichtung wird bei vielen Steuereinrichtungen für Gleisbremsen ohnehin benötigt, um die Bremse nach Durchlauf jeder Abteilung selbsttätig frei zu melden. Diese Achszähleinrichtung kann zur Bildung des Vor haltes -1 v mitbenutzt werden. Auch wird das Gewicht der Abteilungen in vielen Gleisbremsensteuerungen, z. B. schon zur Berechnung der Auslaufsollgeschwindig keit v2, benötigt, so dass auch eine besondere Gewichts messeinrichtung nicht vorgesehen zu werden braucht.
Der zusätzliche Aufwand zur Bildung des Vorhaltes Q v wird daher in vielen Fällen nur in der Divisionsschaltung bestehen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und nachstehend er läutert.
Mit 1 ist ein Eisenbahngleis bezeichnet, in dem eine Gleisbremse 4 beliebiger Bauart angeordnet .ist. Vor dieser Bremse befindet sich eine Gewichtsmesseinrich- tung 2, die den Raddruck einer jeden Achse, z. B. aus der Schienendurchbiegung mit Hilfe von Dehnungs- messstreifen, feststellt, die aber auch von irgendeiner an deren Bauart sein kann. Die Gewichtsmesseinrichtung 2 gibt einen Spannungsimpuls aus, dessen Amplitude dem gemessenen Raddruck proportional ist.
Dieser Ge- wichtsmessimpuls gelangt auf einen Gewichtsstufengeber 7, der den dem Raddruck analogen Wert in einen Digi- talwert umsetzt. Im Ausführungsbeispiel ist angenom men, dass der Gewichtsstufengeber 7 aus einer Anzahl von, Speicherzellen besteht und dass beim Vorhanden- sein eines Gewichtsimpulses in so viele Speicherzellen eine 1 -Information eingeschrieben wird, wie der ent sprechende Digitalwert angibt.
Der Gewichtsmessimpuls gelangt auch an eine monostabile Kippschaltung 8 und steuert diese aus der schraffiert dargestellten Grundstel lung in die Arbeitsstellung. Nach Aufhören des Ge- wichtsmessimpulses vergeht eine vorgegebene kurze Zeit dauer, bis die monostabile Kippschaltung 8 wieder in die Grundstellung zurückkippt. Sie gibt dann über ein Differenzierglied 9 einen Impuls auf eine Abfrageschal tung 10 und veranlasst diese zu einem einmaligen Um lauf. Die Abfrageschaltung fragt hierbei die Speicher zellen des Gewichtsstufengebers 7 ab und löscht die l -Informationen.
Beim Abfragen einer jeden Spei cherzelle, die eine l -Information enthält, gibt diese Zelle einen Impuls auf den Eingang 11 eines Gewichts speichers 12. Dieser Vorgang vollzieht sich jeweils beim Vorbeilaufen einer Achse an der Gewichtsmesseinrich- tung 2, so dass nach Durchlauf aller Achsen einer Ab teifung in dem Gewichtsspeicher 12 das Gesamtgewicht der Abteifung in digitaler Form gespeichert ist. An den Gewichtsspeicher 12 ist ein Digitalanalogumsetzer 13 angeschlossen, der ein dem Gesamtgewicht der Abtei lung entsprechendes Signal dem Eingang 14 einer Divi sionsschaltung 21 zuführt.
Dieses Signal entspricht dem Nenner des zu bildenden Quotienten
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Kurz vor der Gleisbremse 4 befindet sich ein Schie- nenkontakt 3, der beim Durchlauf jeder Achse einen Zählimpuls auf den Einzähleingang 15 eines Achszäh- lers 16 gibt. Jede aus der Bremse auslaufende Achse betätigt den Schienenkontakt 5, der an den Auszähl eingang 17 des Achszählers 16 angeschlossen ist. Der Achszähler 16 gibt somit stets die Zahl der in der Bremse befindlichen Achsen der betreffenden Abteilung an.
Er ist über die Leitung 18 an einen Digitalanalog umsetzer 19 angeschlossen, der ein der in der Gleis bremse befindlichen Achsenzähl analoges Signal auf den Eingang 20 der Divisionsschaltung 21 gibt. Die Divisionsschaltung 21 bildet den Quotienten aus dem Signal des Umsetzers 19 und dem Signal des Umsetzers 13. Die konstanten Faktoren, wie Lösezeit t der Bremse und mittlere Bremskraft k je Achse während dieser Lösezeit, werden im der Divisionsschaltung 21 berück sichtigt. Diese gibt über die Leitung 22 somit einen Wert aus, der, wie oben dargelegt, dem Vorhalt d v ent spricht.
Dieser Wert muss nun zu dem Wert der Aus laufso4lgeschwindigkeit v2 addiert werden. Dies geschieht in einer Additionsschaltung 23, der über den Eingang 24 ein der Auslaufsoll, geschwindigke'it entsprechender Wert zugeführt wird. Der Ausgang 25 der Additions schaltung 23 führt somit ein Signal, das der Geschwin digkeit v1 entspricht, bei welcher das Lösekommando abgegeben werden muss. Dieses Signal wird einem Ver- gleieher 26 zugeführt.
In Laufrichtung hinter der Gleisbremse 4 ist eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung 6 beliebiger Bauart vorgesehen. Sie gibt über die Leitung 27 an den Ver- gleicher 26 ein Signal, das der jeweiligen Geschwindig keit v der ablaufenden Abteilung entspricht.
Ist der Wert dieser Geschwindigkeit v höher als derjenige, der über den Ausgang 25 zugeführt wird, so wird die Gleis bremse 4 über die Leitung 29 wirksam geschaltet. Sinkt die Geschwindigkeit v auf den Wert ab, der von dem Ausgang 25 der Additionsschaltung 23 im den Verglei- cher 26 eingegeben wird, so wird über die Leitung 28 das Bremsen-Lösekommando gegeben. Die Speicherung des Gewichtswertes ist dann nicht mehr erforderlich und kann gelöscht werden.
Dies geschieht über Leitung 30 und das Differenzierglied 31.
In Wirbelstromgleisbremsen hängt die Bremskraft besonders im Bereich kleiner Geschwindigkeiten von der Geschwindigkeit ab. Dies kann in der erfindungsgemä- ssen Schaltungsanordnung berücksichtigt werden, indem zumindest eines der in die Divisionsschaltung 21 ein gegebenen Signale von einem Schaltungsteil (nicht dar gestellt) beeinfluss wird, durch das der Wert der Aus- faufsoll'geschwitd'igkeit v2 in die Schaltung eingegeben wird.
Im Beispiel geschieht das beispielsweise durch die gestrichelt dargestellte Leitung 32, die den Eingang 24 der Additionsschaltung 23 mit dem Digitallanalog umsetzer 19 verbindet. Die Einrichtung kann hierbei so getroffen werden, dass der vom Digitalanalogumsetzer 19 an die Divisionsschaltung 21 abgegebene Wert mit wachsender Auslaufsollgeschwindigkeit v2 erhöht wird.
Es ist nicht uribedingt erforderlich, die Gewichts- messeinrichtung 2 so weit vor der Gleisbremse 4 anzu ordnen, dass die letzte Achse der längsten Abteilung die Gewichtsmesseinrichtung 2 bereits verlassen hat, wenn die erste Achse in die Bremse einläuft. Wählt man den Abstand kürzer, so wird zwar zunächst der Divisions schaltung 21 ein Signal zugeführt, das einem zu kleinen Gesamtgewicht .entspricht, und dadurch ein, zu grosser Vorhalt d v ermittelt. Das spielt aber praktisch keine Rolle,
weil die Geschwindigkeit der Abteilungen beim Eintritt in die Gleisbremse :noch erheblich über dem Wert liegt, bei dem das Lösekommando abgegeben wer den russ. Es genügt, den Abstand zwischen Gewi'chts- messeinrichtung 2 und der Gleisbremse 4 so gross zu wählen, dass die letzte Achse der längsten in der Bremse zu verzögernden Abteilung die Gewichtsmesseinrichtung 2 verlassen hat, wenn das Lösekommando gegeben wer den russ.
Ferner ist es zweckmässig, die Schaltung so auszu bilden, dass bei Annäherung einer Abteilung zuerst der Gewichtswert m und danach der vom Achszähler 16 ab gegebene Wert a in die Divisionsschaltung 21 eingege ben wird.
Hierdurch wird verhindert, dass der Nenner des zu bildenden Quotienten Null ist und die Divi- sionsschaltung 21 einen viel
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zu grossen Wert für dien Vorhalt d v ausgibt. Dies könnte unter Umständen zu einer vorzeitigen Lösung der Bremse führen.
Im Ausführungsbeispiel ist die Divisionsschaltung 21 als analog arbeitende Schaltung ausgebildet. Statt dessen kann auch eine digital arbeitende Schaltung ver wendet werden. Dann fallen die Digitalanalogumsetzer 13 und 19 fort. In diesem Falle kann auch die Addi tionsschaltung 23 digital arbeiten. Dann muss jedoch der Wert für die Auslaufsollgeschwindigkeit in digitaler Form zur Verfügung stehen.
Auch der Vergleicher 26 kann so aufgebaut sein, dass er digitale Werte verarbei tet. Voraussetzung hierfür ist, dass man hinter die Ge- schwindgkeitsmesseinrichtung 6, die den Geschwindig keitsmesswert in der Regel in analoger Form ausgibt, einen Analogdigitalumsetzer schaltet.
Es kann aber auch zweckmässig sein, den analog vorhandenen Messwert für den Raddruck in analoger Form zu speichern bzw. zu den schon vorhandenen Messwerten zu ad'd'ieren. In diesem Fall fällt der Digital analogumsetzer 13 fort. In manchen Ablaufanlagen wird das Gewicht einer Abteilung bereits vor oder kurz nach dem Verlassen des Ablaufberges festgestellt und in einen Zentralspei cher des Ablaufstellwerkes eingegeben.
Diesem Speicher wird,der Wert dann entnommen, wenn die betreffende Abteilung sich einer Gleisbremse nähert und der Wert dort zur Berechnung der Auslaufsollgeschwindigkeit be nötigt wird. In solchen Anlagen können die Gewichts messeinrichtung 2, der Gewichtsstufengeber 7 mit Zu behör und der Gewichtsspeicher 12 fortfallen. Der Ge wichtswert kann direkt in den Digitalanalogumsetzer 13 eingegeben werden. Dies kann z. B. zu dem Zeitpunkt erfolgen, bei dem .der Wert zur Berechnung der Aus laufsollgeschwindigkeit v2 von der Bremsensteuerung benötigt wird.