Steuervorrichtung für eine Gleisbremseneinrichtung eines Rangierbahnhofes Ein Rangierbahnhof dient der Zerlegung und Neu bildung von Güterzügen. Das Kernstück eines solchen Bahnhofes bildet die sogenannte Ablaufanlage, welche den Ablaufberg, die Verteil- oder Weichenzone und die Richtungsgeleise umfasst. Im Bereich zwischen dem Ab laufberg und den Richtungsgeleisen einer modernen An lage werden Gleisbremsen eingebaut, welche die frei ablaufenden Wagen hinsichtlich ihrer Geschwindigkeit zu steuern haben.
Diese Gleisbremsen werden aus Sicherheitsgründen so dimensioniert, dass sie in der Lage sind, im Gefahr falle selbst die schwersten Wagengruppen auf Schrittge schwindigkeit abzubremsen. Im folgenden werden stets Wagengruppen erwähnt, entsprechend der Praxis, dass mehrheitlich mehrere Wagen gekuppelt ablaufen. Dieser Begriff umfasst jedoch auch Einzelwagen.
Für den normalen Betrieb sind die genannten Brem sen demzufolge überdimensioniert. Üblicherweise werden sie bis heute so gesteuert, dass der Bremsvorgang mit dem Einlauf der ersten Achse der Gruppe in die Bremse beginnt. Diese Praxis zeitigt jedoch verschiedene Nach teile, nämlich: Die mittlere Geschwindigkeit einer ablaufenden Wa gengruppe in der Bremse ist kleiner, als wenn die Brem sung erst kurz vor dem Austritt der Gruppe aus der Bremse vorgenommen würde. Vor allem bei leichten Wagen kommt dadurch eine lange Belegungszeit der Bremse zustande, welche sich nachteilig auf die zulässige Zerlegegeschwindigkeit und damit auf die Bergleistung auswirkt.
Weiter hat die obgenannte Praxis zur Folge, dass sich im Ausschaltmoment eine von Fall zu Fall verschie dene Achszahl, meistens jedoch mehr als eine Achse in der Bremse befinden. Wegen der Ausschaltzeitkonstan- ten der Bremse ergeben sich deshalb relativ grosse und stark streuende Abweichungen von der angestrebten Aus trittsgeschwindigkeit.
Der verhältnismässig lange Lauf der auf Sollge schwindigkeit gebremsten Wegen in der ausgeschalteten Bremse hat erfahrungsgemäss wegen zufällig veränder licher Laufwiderstände unter Umständen weitere be- trächtliche Streuungen der Austrittsgeschwindigkeit zur Folge.
Die geschilderten Nachteile treten vor allem im Be reich kleiner Austrittsgeschwindigkeiten, wie sie z.B. bei Richtungsgleisbremsen in Frage kommen, in Erschei nung.
Die vorliegende Erfindung soll nun diese Nachteile beseitigen. Sie besteht darin, dass in einer Steuervorrich tung für eine Gleisbremseneinrichtung einer Ablaufan lage eines Rangierbahnhofes Mittel vorgesehen sind, womit in Abhängigkeit von der kinetischen Energie der ablaufenden Wagengruppe der Einschaltmoment der Bremseinrichtung so gewählt wird, dass im Ausschaltmo ment alle Einzelachsen bzw. Drehgestellte bis auf die bzw. das letzte die Bremseinrichtung bereits durchlaufen haben.
Eine solche Steuervorrichtung ermöglicht somit eine minimale Belegungszeit der Bremseinrichtung, sowie kleinstmögliche Abweichungen von der Sollaustrittsge- schwindigkeit zufolge der Reaktionszeit der Bremsein richtung sowie des Wagenlaufs in der ausgeschalteten Bremse. Die vorerwähnten Mittel sind z.B. folgende: Eine Einrichtung zur Messung der Geschwindigkeit der Wagengruppe an einer Stelle vor und an einer Stelle in der Bremseinrichtung. Erstere misst die Geschwin digkeit der Wagen vor ihrem Eintritt in die Bremsein richtung. Nachdem mindestens eine Achse in die Brems einrichtung eingelaufen ist, wird diese kurz eingeschaltet, wodurch eine Testbremsung erfolgt.
Durch zusätzliche Messung der Wagengeschwindigkeit nach der Testbrem sung lässt sich die Bremsverzögerung pro gebremste Achse ermitteln.
Statt der Einrichtung zur Messung der Geschwindig keit in der Bremseinrichtung kann auch vor derselben durch eine Achsdruckmesseinrichtung das Gewicht der ablaufenden Wagengruppe festgestellt werden. Mit der erstgenannten Testbremsung ist ein Geschwindigkeitsver lust verbunden, der in gewissen Fällen nicht tragbar ist. Bei Anwendung der Gewichtsmessung entfällt ein solcher.
In beiden Fällen lässt sich aus den ermittelten Daten: Geschwindigkeit vor der Bremse, Bremsverzögerung pro Achse oder Gewicht der Wagengruppe die notwendige Bremsenergie bestimmen, welche der Wagengruppe ent- zogen werden muss, damit sie auf Sollgeschwindigkeit kommt.
Ausserdem ist mit Vorteil der Bremseinrichtung ein Achszählabschnitt vorgelagert, mit welchem die Achszahl jeder ablaufenden Wagengruppe festgestellt wird. Aus dieser und der mittleren Bremskraft pro Achse lässt sich die grösstmögliche Bremsarbeit ermitteln, welche der Gruppe entzogen werden kann. Zieht man von dieser die notwendige Bremsenergie ab, so ergibt sich die über schüssige, d.h. nicht benötigte Bremsenergie, derentspre chend die Bremseinrichtung verzögert eingeschaltet wer den kann.
Jede Achse erfährt in einer zeitgemässen Gleisbremse, z.B. in einer elektrodynamischen, eine Bremskraft, wel che weitgehend unabhängig von den Eigenschaften der Radreifen sowie der in der Bremse befindlichen Achs zahl ist und zudem im interessierenden Geschwindigkeits bereich als konstant angesehen werden kann. Unter die ser Voraussetzung kann jede die Bremseinrichtung durch laufende Achse eine über dem Laufweg in der Bremse mit konstanter Steilheit linear zunehmende Bremsarbeit erfahren, z.B. gemäss Fig. 1. Durch Überlagerung der Wirkungen auf einen beispielsweise zweiachsigen Wagen 5 in einer Bremseinrichtung, bestehend aus zwei Brems abschnitten 10 und 10' ergibt sich die mögliche Brems arbeit A in Funktion der Laufweite gemäss einem mono ton ansteigenden Linienzug.
Der Endwert entspricht der grösstmöglichen Bremsarbeit A",. Wird von dieser die notwendige Bremsarbeit A" in Abzug gebracht, so ergibt sich die nicht notwendige Bremsarbeit A", und dieser entsprechend der Ort X, bei dessen Erreichen die Bremseinrichtung eingeschaltet werden muss, damit die Bremsung mit der letzten Achse bzw. Drehgestell der ab laufenden Gruppe zum Abschluss gebracht werden kann. Ist die Eintrittsgeschwindigkeit der Wagengruppe in die Bremse V,., so ist t;. = Xe/Ve die Zeit, um welche die Bremseinrichtung verzögert eingeschaltet werden kann. Der untere Teil der Fig. 1 zeigt die Situation des Wagens in bezug auf die Bremseinrichtung im Einschaltmoment.
Um diesen Zeitpunkt praktisch zu bestimmen, kön nen vor und hinter jedem Bremsabschnitt Schienenkon takte mit zugeordneten Achszählern eingebaut werden, welche einen Zeitzähler mit einer der momentanen Achs zahl in der Bremseinrichtung sowie der Eintrittsge schwindigkeit Ve proportionalen Zählgeschwindigkeit steuern. Der Zählerstand ist somit in jedem Moment proportional der möglichen, aber nicht notwendigen Bremsarbeit, bis der aus den vorerwähnten Daten er rechnete Wert erreicht ist. In diesem Moment te, wo sich die erste Achse am Punkt Xe befindet, wird die Bremseinrichtung automatisch eingeschaltet.
Das Kennzeichen, wonach im Ausschaltmoment alle Einzelachsen bzw. Drehgestelle bis auf die bzw. das letzte die Bremseinrichtung bereits durchlaufen haben, ist erfüllt, wenn die Sollgeschwindigkeit erreicht wird, nachdem die vorletzte Einzelachse (Drehgestell) und bevor die letzte Einzelachse (Drehgestell) die Bremsein richtung verlassen hat. Es steht somit ein Spielraum an Bremsarbeit entsprechend der von einer Achse (Dreh gestell) über einem der Achsdistanz entsprechenden Bremsweg zur Verfügung. Erfahrungsgemäss genügt dieser, um die durch die Streuung der Messgrössen be dingte Ungenauigkeit A" in der Ermittlung der nötigen Bremsarbeit zu überbrücken.
Bei der Wahl des Ein schaltmomentes ist lediglich das Gewicht und die Ein trittsgeschwindigkeit zuzüglich deren grösste Streuungen, sowie die Bremskraft abzüglich deren grösste Streuung zu berücksichtigen, um auf alle Fälle eine genügende Bremsung zu ermöglichen. Die Lösegeschwindigkeit soll um einen, dem Geschwindigkeitsverlust von einer Achse während der Ausschaltzeitkonstanten entsprechenden Vorhalt höher gewählt werden, als die Sollaustrittsge schwindigkeit. Diese kann mit geringer Streuung einge halten werden und gleichzeitig wird die Belegungszeit der Bremseinrichtung minimal.
Um eine ordnungsgemässe Behandlung der Wagen gewährleisten zu können, ist es erforderlich, dass die letzte Achse der vorauslaufenden Wagengruppe einen Bremsabschnitt verlassen hat, bevor die erste Achse der nachlaufenden Wagengruppe in diesen einläuft. Von der Belegungszeit hängt es somit ab, ob eine Bremseinrich tung aus einem Abschnitt (Fig. 2) oder aus zwei funk tionell von einander unabhängigen Abschnitten (Fig. 3) aufgebaut werden kann oder muss. Die erfindungsgemäs- se Steuervorrichtung ermöglicht daher weitestgehend, mit einer billigen, einstufigen Lösung auszukommen.
Anhand der Fig. 2 und 3 werden nun Ausführungs beispiele der Erfindung erläutert.
In Fig. 2 ist am Beispiel einer einstufigen Bremse 10 die spezielle Anordnung einer Steuerung mit Gewichts messung dargestellt. Der Pfeil zeigt in Ablaufrichtung. Durch die Schienenkontakte 11, 12 wird ein Achszählab schnitt begrenzt und auf dem Achszähler 1 laufend die darin befindliche Achszahl angezeigt. Die Distanz des ersten Kontaktes dieses Abschnittes vom Bremsenanfang sollte möglichst der grössten zulässigen Länge einer ab laufenden Wagengruppe entsprechen. Die Schienenkon takte 14, 15 betätigen eine Einrichtung zur Messung der Wagengeschwindigkeit vor der Bremse. Die Gewichts- messeinrichtung 13 stellt während dem Lauf die Achs gewichte fest und summiert diese zum Gesamtgewicht der ablaufenden Wagengruppe.
Sie ist soweit vor der Bremseinrichtung angeordnet, dass die Gewichtsmeldung rechtzeitig zur Verfügung steht, bevor die Bremsung be ginnen muss.
Vor und hinter der Bremse 10 sind Schienenkon takte 18, 19 mit zugeordnetem Achszähler 2 eingebaut, welche einen Zeitzähler 20 mit einer, der Eintrittsge schwindigkeit und der momentanen Achszahl in der Bremse proportionalen Zählgeschwindigkeit bei nicht eingeschalteter Bremse so lange in Bewegung halten, bis dieser einen mit Hilfe obgenannter Mittel festgestellten Wert erreicht hat und dann die Bremse einschaltet.
Die links des einen Schienenkontaktes 18, d.h. vor der Bremseinrichtung liegenden Mittel zur Feststellung der Achszahl und des Gewichtes der ablaufenden Wagen gruppe können in einer Anlage mit mehreren hinterein- anderliegenden Bremsstaffeln, z.B. Talbrems- und Rich- tungsgleisbremsstaffel, auch nur vor der ersten Staffel vorgesehen werden, wenn dafür gesorgt wird, dass die ermittelten Werte auf die nachgeschalteten Bremsab schnitte übertragen werden.
In Fig. 3 ist eine zweistufige Bremseinrichtung 10, 10' die prinzipielle Anordnung einer Steuerung mit Test bremsung dargestellt. Der Pfeil zeigt die Ablaufrichtung an. Im Unterschied zu Fig. 2 fehlt hier die Gewichtsmess- einrichtung, dafür sind hier Schienenkontakte 16, 17 zur Geschwindigkeitsmessung im ersten Bremsabschnitt 10 angeordnet. Bevor oder während dem Befahren dieser Kontakte erfolgt die Testbremsung. Weiter sind hier pro Bremsabschnitt 10 bzw. 10' Schienenkontakte 18, 19 bzw. 18', 19' angeordnet, welche auf die Achszähler 2 bzw. 2' und den Zeitzähler 20 wirken. Die übrigen Kon takte haben dieselbe Bedeutung wie in Fig. 2.
Es versteht sich, dass alle Bremsabschnitte mit einer Einrichtung für die kontinuierliche Messung der Wagen geschwindigkeit zur Überwachung des Bremsvorganges versehen sein müssen, welche beim Erreichen der Soll geschwindigkeit den Ausschaltbefehl für den betreffen den Bremsabschnitt gibt. Diese Einrichtungen sind nicht eingezeichnet, da sie an sich bekannt und für die vorlie gende Erfindung nicht typisch sind.
Control device for a rail brake device of a marshalling yard A marshalling yard is used to dismantle and rebuild freight trains. The core of such a station is the so-called drainage system, which includes the drainage hill, the distribution or switch zone and the directional tracks. In the area between the overflow hill and the directional tracks of a modern system, track brakes are installed, which have to control the speed of the freely moving wagons.
For safety reasons, these rail brakes are dimensioned in such a way that they are able to brake even the heaviest groups of cars to walking speed in the event of danger. In the following, groups of wagons are always mentioned, in line with the practice that mostly several wagons are coupled. However, this term also includes single wagons.
The mentioned Brem sen are therefore oversized for normal operation. To this day, they are usually controlled in such a way that the braking process begins when the first axle of the group enters the brake. However, this practice has various disadvantages, namely: The average speed of an expiring group of cars in the brake is lower than if the brake were made shortly before the group exited the brake. Especially in the case of light wagons, the brake is used for a long time, which has a negative effect on the permissible dismantling speed and thus on the mountain performance.
The above-mentioned practice also means that at the moment of switch-off there is a different number of axles from case to case, but usually more than one axle is in the brake. Because of the switch-off time constants of the brake, there are therefore relatively large and widely varying deviations from the desired exit speed.
Experience has shown that the relatively long running of the paths braked to the target speed with the brake switched off may result in further considerable spreads in the exit speed due to randomly changing running resistances.
The disadvantages described occur above all in the area of low exit velocities, as they are e.g. in the case of directional track brakes are in question.
The present invention is now intended to overcome these disadvantages. It consists in the fact that means are provided in a Steuervorrich device for a track brake device of a process plant of a marshalling yard, whereby depending on the kinetic energy of the expiring group of cars, the switch-on moment of the braking device is selected so that all individual axes or bogies except for the last one has already passed through the braking device.
Such a control device thus enables a minimum occupancy time of the braking device, as well as the smallest possible deviations from the nominal exit speed due to the reaction time of the braking device and the carriage movement in the switched-off brake. The aforementioned means are e.g. the following: A device for measuring the speed of the car group at a point in front of and at a point in the braking device. The former measures the speed of the cars before they enter the braking system. After at least one axis has entered the braking device, it is switched on briefly, which results in a test braking.
The braking deceleration per braked axle can be determined by additionally measuring the carriage speed after the test braking.
Instead of the device for measuring the speed in the braking device, the weight of the moving car group can also be determined in front of the same by an axle pressure measuring device. The first-mentioned test braking is associated with a loss of speed which in certain cases is not acceptable. If the weight measurement is used, this is not necessary.
In both cases, it is possible to use the data obtained: speed before the brake, braking deceleration per axle or weight of the car group to determine the braking energy required, which must be withdrawn from the car group so that it reaches the target speed.
In addition, the braking device is advantageously preceded by an axle counting section with which the number of axles of each car group running off is determined. From this and the average braking force per axle, the greatest possible braking work can be determined which can be withdrawn from the group. If you subtract the necessary braking energy from this, the excess, i.e. Unneeded braking energy, accordingly the braking device can be switched on with a delay.
Each axis experiences a modern track brake, e.g. In an electrodynamic, a braking force which is largely independent of the properties of the wheel tires and the number of axles in the brake and can also be viewed as constant in the speed range of interest. With this prerequisite, each of the braking devices can experience braking work that increases linearly over the travel path in the brake with constant steepness, e.g. 1. By superimposing the effects on, for example, a two-axle car 5 in a braking device consisting of two braking sections 10 and 10 ', the possible braking work A results as a function of the running distance according to a monoton rising line.
The final value corresponds to the greatest possible braking work A ",. If the necessary braking work A" is subtracted from this, the result is the unnecessary braking work A ", and this corresponds to location X, when the braking device must be switched on when it is reached so that the Braking with the last axle or bogie of the starting group can be brought to completion If the entry speed of the group of wagons into the brake is V,., Then t ;. = Xe / Ve is the time by which the braking device can be switched on with a delay The lower part of Fig. 1 shows the situation of the car with respect to the braking device at the moment it is switched on.
In order to determine this point in time practically, rail contacts with assigned axle counters can be installed in front of and behind each braking section, which control a time counter with a counting speed proportional to the current number of axles in the braking device and the entry speed Ve. The counter reading is therefore proportional to the possible but unnecessary braking work at any moment until the value calculated from the aforementioned data is reached. At this moment te, where the first axis is at point Xe, the braking device is switched on automatically.
The indicator, according to which all single axles or bogies except for the last one have already passed through the braking device, is fulfilled when the target speed is reached after the penultimate single axle (bogie) and before the last single axle (bogie) brakes left direction. There is thus a margin of braking work corresponding to the braking distance of an axle (bogie) over a braking distance corresponding to the axle distance. Experience has shown that this is sufficient to bridge the inaccuracy A ″ in the determination of the required braking work caused by the scatter of the measured variables.
When selecting the switch-on torque, only the weight and the entry speed plus its largest spread, as well as the braking force minus its largest spread, must be taken into account in order to ensure sufficient braking in all cases. The release speed should be selected to be a lead corresponding to the speed loss of one axis during the switch-off time constant, higher than the target exit speed. This can be kept with little variation and at the same time the occupancy time of the braking device is minimal.
In order to be able to ensure proper handling of the wagons, it is necessary that the last axle of the leading group of wagons has left a braking section before the first axle of the following group of wagons enters it. It therefore depends on the occupancy time whether a braking device can or must be built up from one section (FIG. 2) or from two func tionally independent sections (FIG. 3). The control device according to the invention therefore makes it possible to the greatest possible extent to make do with a cheap, single-stage solution.
2 and 3, execution examples of the invention will now be explained.
In Fig. 2, the example of a single-stage brake 10 shows the special arrangement of a control with weight measurement. The arrow points in the direction of flow. Through the rail contacts 11, 12 an Achszählab section is limited and the number of axles located therein is continuously displayed on the axle counter 1. The distance of the first contact of this section from the beginning of the brake should, as far as possible, correspond to the greatest permissible length of a group of wagons starting. The Schienenkon contacts 14, 15 operate a device for measuring the car speed in front of the brake. The weight measuring device 13 determines the axle weights during the run and adds them up to the total weight of the group of wagons leaving.
It is arranged in front of the braking device so that the weight report is available in good time before braking has to begin.
In front of and behind the brake 10 Schienenkon are clocks 18, 19 with associated axle counter 2 installed, which keep a timer 20 with a counting speed proportional to the speed of the entrance and the current number of axles in the brake when the brake is not switched on until this one has reached the value determined with the aid of the above means and then turns on the brake.
The left of one rail contact 18, i.e. Means located in front of the braking device for determining the number of axles and the weight of the group of wagons leaving can be used in a system with several successive braking units, e.g. Bottom brake and direction track brake relay, also only be provided before the first relay, if it is ensured that the determined values are transferred to the downstream braking sections.
In Fig. 3, a two-stage braking device 10, 10 ', the basic arrangement of a control with test braking is shown. The arrow shows the direction of flow. In contrast to FIG. 2, the weight measuring device is missing here; instead, rail contacts 16, 17 for speed measurement are arranged in the first braking section 10. The test braking takes place before or during these contacts. Furthermore, here 10 and 10 'rail contacts 18, 19 and 18', 19 'are arranged per brake section, which act on the axle counters 2 and 2' and the time counter 20. The other contacts have the same meaning as in FIG. 2.
It goes without saying that all braking sections must be provided with a device for the continuous measurement of the car speed for monitoring the braking process, which when the target speed is reached gives the switch-off command for the braking section in question. These facilities are not shown because they are known per se and are not typical of the present invention.