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Einrichtung zum Erleichtern des Aasfahrens von Schienentriebfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erleichtern des Aasfahrens von Schienentriebfahrzeugen.
Es sind bereits Einrichtungen bekannt, welche von der Drehbeschleunigung einer Antriebsachse
des Schienenfahrzeuges gesteuert werden und welche bei anhaltendem Überschreiten
eines festlegbaren Beschleunigungswertes die effektive Antriebsleistung des Fahrzeuges
durch Drosseln der Antriebsmotoren des Fahrzeuges oder Abbremsen der Antriebsräder
reduzieren. Der festlegbare Beschleunigungswert wird dabei so hoch gewählt, daß
er nur bei einem Schleudern der Antriebsräder erreicht werden kann.
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Als Meßgeräte für die Drehbeschleunigung sind bei den vorstehend beschriebenen
Einrichtungen Vorrichtungen bekannt, welche eine gegen die angetriebene Achse elastisch
abgestützte Schwungmasse besitzen, die bei Aufbringen eines bestimmten, durch deren
Massenträgheit bedingten Drehmomentes gegen die Achse verdrehbar ist und dabei einen
elektrischen oder mechanischen Schaltvorgang auslöst.
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Für Anzeigevorrichtungen von Drehschwingungen sind bereits Meßgeräte
bekannt, die in ihren Grundauslegungen den vorstehend beschriebenen, auf Drehbeschleunigungen
ansprechenden Meßgeräten weitgehend ähneln. Diese Meßgeräte benötigen zu ihrem Ansprechen
ebenfalls Drehbeschleunigungen von bestimmter, beträchtlicher Größe und sind außerdem
mit ausgeprägten Resonanzfrequenzen versehen, so daß sie für Schleuderschutzeinrichtungen
nicht geeignet sind.
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Bei Kraftfahrzeugen ist es bekannt, zum Ein- und Ausschalten von Stopplichtern
oder Warnleuchten am Fahrgestell Pendel anzubringen, die bei Schwingungen aus ihrer
Mittellage ausgelenkt werden und dabei elektrische Kontakte schließen.
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Bei bestimmten Antriebsarten von Schienenfahrzeugen, z. B. bei dieselhydraulisch
angetriebenen Lokomotiven, tritt während des Aasfahrens oftmals kein Schleudern
der Antriebsräder in der bekannten Art, sondern nur eine starke, mit kurzzeitigen
Schleuderabschnitten durchsetzte Schwingung an den Antriebsrädern auf. Während dieser
Schwingung, die eine mäßige Frequenz zwischen etwa 1 und 50 Hz aufweisen kann, bleibt
die resultierende Beschleunigung der Antriebsräder noch in einer üblichen Größenordnung,
so daß die eingangs erwähnten, bekannten Schleuderschutzeinrichtungen nicht ansprechen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Einrichtung
zum Erleichtern des Anfanrens von Schienentriebfahrzeugen, die ein langanhaltendes
Auftreten dieser für das Fahrzeug schädlichen Schwingungen verhütet. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Fahrzeugtriebwerk oder dessen Lagerung
eine an sich bekannte, auf mechanische Schwingungen mäßiger Frequenz ansprechende
Schalteinrichtung gekoppelt ist, welche bei ihrem Ansprechen während des Auftretens
von eine Grenzamplitude überschreitenden Schwingungen am Triebwerk in an sich bekannter
Weise die effektive Antriebsleistung des Schienentriebfahrzeuges reduziert.
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Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Einrichtung können den Unteransprüchen
entnommen werden und sind in der Beschreibung und der Zeichnung erläutert.
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In Fig. 1 bis 3 sind drei unterschiedliche Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt. Gleiche Bauteile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Bei dem rein pneumatisch arbeitenden Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
1 führt eine Leitung 1
von einer Druckluftquelle 3 in den Raum 5 eines vorzugsweise
an dem nicht dargestellten Achsleger einer Antriebsachse befestigten Belüftungsventils
7. In einem Raum 9 des Belüftungsventils 7 ist ein Winkelhebel 11 schwenkbar
aufgehängt, dessen einer, waagerechter Hebelarm 13 an seinem Ende eine Rolle
15 trägt, die mittels einer sich gegen das Ventilgehäuse abstützenden Feder 17 gegen
die Unterfläche 19 eines Pendels 21 angedrückt wird. Die Unterfläche 19 des im Punkt
23 in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges aufgehängten Pendels 21 ist konkav ausgebildet,
so daß die Rolle 15 in der Ruhelage des Pendels 21 ihre höchste Lage
erreicht. Der andere Hebelarm 25 des Winkelhebels 11 ist rechtwinklig
zum Hebelarm 13 nach unten abgebogen und trägt ein Gegengewicht 27, das dem
Kräfteausgleich am Winkelhebel 11 dient. Ein eine Trennwand zum
Raum
5 abgedichtet durchbrechender Ventilstößel 29
endigt einerseits vor dem Hebelarm
25 und trägt andererseits eine federbelastete Dichtplatte 31, die zusammen mit einem
Ventilsitz 33 ein den Luftdurchtritt aus dem Raum 5 in einen Raum 35 überwachendes
Ventil 31, 33 bildet. Vom Raum 35 führt eine Leitung 37 in den Zylinderraum 39 eines
Druckwächters 41 sowie zu einem ständig über eine Düse 43 entlüfteten Zeitbehälter
45. Der Zylinderraum 39 ist von einem auf seiner Rückseite federbelasteten Kolben
47 begrenzt. Der Kolben 47 steuert ein Entlüftungsventil 49 derart, daß dieses bei
überwiegender Druckbeaufschlagung des Kolbens 47 eine der nicht gezeigten Motorensteuerung
oder der Bremse zugeordnete Rohrleitung 51 entlüftet und dadurch die effektive Antriebsleistung
des Schienenfahrzeuges vermindert.
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Im Ruhezustand der Einrichtung befindet sich die Rolle 15 bei ruhig
hängendem Pendel 21 in ihrer höchsten Lage, so daß das Ventil 31,
33 geschlossen und der Zylinderraum 39 entlüftet ist. Das Entlüftungsventi149 ist
dann ebenfalls geschlossen und beeinflußt die Antriebsleistung nicht.
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Bei einem Auftreten der eingangs erwähnten Schwingungen führt das
Pendel 21 jedoch infolge seiner Massenträgheit Pendelbewegungen aus, durch welche
das Ventil 31,33 über den Winkelhebel 11
und den Ventilstößel
29 regelmäßig geöffnet und geschlossen wird. Falls die Öffnungszeiten lang
genug, d. h. die Schwingungen entsprechend kräftig sind, baut sich im Zylinderraum
39 trotz der ständigen Entlüftung über die Düse 43 ein Druck auf, der das
Entlüftungsventil 49 öffnet und somit durch Druckabfall in der Rohrleitung 51 eine
Verminderung der Antriebsleistung des Fahrzeuges bewirkt. Bei reduzierter Antriebsleistung
klingen die Schwingungen rasch ab, so daß die Einrichtung wieder in ihren Ausgangszustand
zurückkehren kann und die volle Antriebsleistung erneut an den Fahrzeugrädern wirksam
wird.
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In Fig. 2 ist ein elektrisch wirkendes Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt.
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Von einem Pol einer nicht gezeigten Gleichstromquelle führt eine Drahtleitung
53 zu zwei einem elektrischen Schalter 55 zugehörigen Kontakten 57, die in Fahrtrichtung
des Fahrzeuges gesehen sich vor und hinter einer Metallkugel 59 befinden.
Eine Feder 61
drückt diese Kugel 59 zentrisch auf einen Kontaktring
63, von dem eine Druckleitung 65 über einen Widerstand 67 und einen Kondensator
69 zum anderen Pol der Stromquelle führt. Der Schalter 55 ist an dem Achslager einer
Antriebsachse des Schienenfahrzeuges befestigt. Der Kondensator 69 ist von der Spule
71 eines Magnetrelais 73 überbrückt, das bei Erregung einen Stromkreis durch ein
hierbei die Antriebsleistung mittels Eingriff in die Motorregulierung oder Abbremsung
reduzierendes Schaltelement 75 schließt.
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Im Ruhezustand der Einrichtung besteht keine leitende Verbindung zwischen
den Kontakten 57 und dem Kontaktring 63 des Schalters 55, das Relais 73 unterbricht
den durch das Schaftelement 75 gehenden Stromkreis, wodurch die 'Antriebsleistung
unbeeinflußt bleibt.
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Beim Auftreten der erwähnten Schwingungen verbindet jedoch die Kugel
59 infolge ihrer Massenträgheit den jeweiligen Kontakt 57 mit dem Kontaktring 63
in regelmäßigen Intervallen miteinander. Die einzelne Schließdauer der Kontakte
ist dabei durch die Stärke der Schwingungen bestimmt. Der zusammen mit dem Widerstand
67 als Zeitglied dienende Kondensator 69 wird also mit regelmäßigen, in ihrer Länge
von der Schwingungsamplitude bestimmten Stromstößen aufgeladen, und durch die Spule
71 des Relais 73 fließt ein mehr oder weniger pulsierender Strom.
Falls die einzelnen, durch die Schließzeiten des Schalters 55 bestimmten Stromstöße
genügend lang sind und die Stromstoßfolge einige Zeit anhält, lädt sich der Kondensator
69 mit einer wachsenden Spannung auf, und durch die Spule 71 fließt demgemäß
ein Strom mit anwachsender Stärke, bis schließlich das Relais 73 schaltet und über
das Schaltelement 75 eine Reduzierung der Antriebsleistung des Fahrzeuges bewirkt.
Sobald die Schwingungen abklingen, entlädt sich der Kondensator 69 über die
Spule 71, und das Relais 73 fällt anschließend ab. Damit wird die
Drosselung der Antriebsleistung des Fahrzeuges aufgehoben.
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Zur genaueren Steuerung der Einrichtung ist es vorteilhaft, gemäß
Fig. 3 zwischen den Schalter 55 und das aus Widerstand 67 und Kondensator
69 bestehende Zeitglied ein Hilfsrelais 77 einzuschalten, das mit einer aus
einem seiner Spule parallel geschaltetem Widerstand 79 und einem Kondensator
81 bestehenden Abfallverzögerungseinrichtung ausgestattet ist. Beim Auftreten
der erwähnten Schwingungen arbeitet der Schalter 55 dabei wie bereits beschrieben.
Das Hilfsrelais 77 wird durch jeden Stromstoß in vollem Maße erregt, so daß es also
sofort nach einem Einsetzen von Schwingungen mit genügender Stärke schaltet. Während
der öffnungszeiten des Schalters 55 speist der Kondensator 81,
der vorher
über den Widerstand 79 aufgeladen wurde, die Spule des Hilfsrelais 77, so daß es
während dieser Zeiten nicht abfällt. Das Hilfsrelais 77 bewirkt also einen ständigen
Stromfluß über den Widerstand 67 zum Kondensator 69, so daß dieser sich allmählich
aufladen kann und dabei einen anwachsenden Stromfluß durch @ die Spule 71 des Relais
73 herbeiführt. Sobald dieser Stromfluß eine entsprechende Stärke erreicht, schaltet
das Relais 73 und bewirkt über das Schaltelement 75 eine bis zum Abklingen der Schwingungen
anhaltende Verminderung der Antriebsleistung. Die kontinuierliche Aufladung des
Kondensators 69 erlaubt dabei eine genauere Festlegung der Ansprechverzögerung
des Relais 73 als bei der Ausführung nach Fig. 2.
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Bei einzelnen Stößen während der Fahrt öffnet sich zwar das Belüftungsventil
7 bzw. schließt sich der Schalter 55 kurzzeitig, infolge des hierzu verzögerten
Ansprechens des Druckwächters 41 bzw. des Relais 73 bleibt dies jedoch ohne
weitere Auswirkungen.
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Es ist vorteilhaft, das Belüftungsventil 7 bzw. den Schalter 55 am
Fahrzeugtriebwerk oder dessen Lagerung, insbesondere am Achslager, an einer Kuppelstange
der Antriebsräder oder am Getriebe zu befestigen. Bei Verwendung eines auf Drehschwingungen
feinfühlig ansprechenden Schalters kann dieser mit einer Antriebswelle oder Antriebsachse
des Fahrzeuges gekuppelt werden.