-
Überwacheinrichtung für eine elektropneumatische Schienenfahrzeug-Druckluftbremse
Die Erfindung betrifft eine Überwacheinrichtung für eine elektropneumatische Schienenfahrzeug-Druckluftbremse,
welche ein den Druck in einer Hauptluftleitung steuerndes sowie über Schalteinrichtungen
elektrische Steuerleitungen entsprechend den Bremssteuervorgängen mit einer Stromquelle
verbindendes Führerbremsventil aufweist und in der eine am dem Führerbremsventil
abgewandten Zugende an eine Steuerleitung anschließbare überwachleitung vorgesehen
ist, welche zum Führerbremsventil führend an diesem Ventil über ein Magnetventil
an die Stromquelle anschließbar ist.
-
Eine derartige Überwacheinrichtung ist bekannt. Diese arbeitet mit
Ruhestrom und stellt daher einen ständigen Verbraucher an elektrischer Energie dar.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine keines Ruhestromes
bedürfende und damit im Betrieb billige überwachvorrichtung der vorgenannten Art
zu schaffen, welche bei Auftreten eines Kurzschlusses oder einer Unterbrechung in
den elektrischen Steuerleitungen ein Verbinden der letzteren mit der Stromquelle
verhindert und welche somit neben einem Schutz der elektrischen Bremssteuerorgane
vor hohen Kurzschlußströmen ein rein pneumatisches Steuern der Bremsen sowohl des
vor als auch des hinter der Schadenstelle an den Steuerleitungen befindlichen Zugteiles
bewirkt und somit Stauchungen im Zugverband ausschließt. Weiterhin muß die überwachvorrichtung
gewährleisten, daß bei einer Zugtrennung unabhängig von der augenblicklichen Stellung
des Führerbremsventils die elektrische Bremssteuerung in keinem Fall der Entleerung
der Hauptluftleitung entgegensteuert.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens
die während Bremsungen mit dem zum Anschluß des Magnetventils eine Potentialdifferenz
aufweisenden Pol der Stromquelle verbundene Steuerleitung am Zugende mit der überwachleitung
verbunden ist, daß das Magnetventil bei Erregung einen über ein Rückschlagventil
aus der Hauptluftleitung füllbaren Steuerraum mit der Hauptluftleitung verbindet
und daß ein Schaltkolben vom Druck im Steuerraum entgegen dem Druck in der Hauptluftleitung
in Öffnungsrichtung eines vom Schaltkolben betätigbaren, in die Verbindung der Steuerleitungen
mit der Stromquelle eingeschalteten Schalters beaufschlagbar ist.
-
Um während des Bremsenlösens ein Druckgefälle von der Hauptluftleitung
zum Steuerraum, das durch eine Reduzierwirkung des Rückschlagventils bedingt sein
kann, mit Sicherheit auszuschließen und damit die überwacheinrichtung auch während
des Bremsenlösens in ihrer vollen Ansprechempfindlichkeit zu erhalten, können nach
der weiteren Erfindung sämtliche Steuerleitungen am Zugende über sich jeweils in
gleicher Stromflußrichtung öffnende Sperrzellen mit der überwachleitung verbunden
sein.
-
Die unmittelbare Verbindung sämtlicher Steuerleitungen mit einer Rückleitung
am Zugende ist an sich bekannt. Die Rückleitung dient bei derartigen bekannten Bremsanlagen
jedoch nur der Rückführung des Stromes von den am Zugende befindlichen Steuerleitungsenden
zur Stromquelle und es sind demgemäß keinerlei vom Stromfluß in der Rückleitung
abhängigen überwacheinrichtungen vorhanden.
-
Um eine sichtbare Anzeige für den Zustand der Steuerleitungen und
die Wirksamkeit der elektrischen Bremssteuerung zu erhalten, ist es gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, wenn der von dem Schaltkolben betätigbare
Schalter zusätzlich die Stromversorgung einer Kontrollampe überwacht.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung schematisch
dargestellt.
-
Von dem durch eine nicht dargestellte Druckluftquelle ständig mit
Druckluft aufgeladenen Hauptbehälter 1 einer Bremseinrichtung führt eine Rohrleitung
3 zu einem handbetätigbaren Druckregler 5 mit Relaisventil 7 üblicher Bauart, die
zusammen den pneumatischen Regelteil eines Führerbremsventils darstellen, und über
ein Druckminderventil9 zu einer sich über den ganzen Zug erstreckenden Füllleitung
11. Das Relaisventil 7 steuert den Druck in einer mit ihm verbundenen, sich ebenfalls
über den ganzen Zug erstreckenden Hauptluftleitung 13 entsprechend der vom Druckregler
5 in einen Ausgleichsbehälter 15 eingesteuerten Druckhöhe. Die in der Hauptluftleitung
13 und im Ausgleichsbehälter 15 herrschenden Drücke beaufschlagen die beiden
Kolbenseiten
eines einem die elektrische Schaltvorrichtung des Führerbremsventils darstellenden
Zweidruckschalter 17 zugehörenden Kolbens 19, der mittels einer Kolbenstange 21
zwei elektrische Kontakte 23 und 25 betätigt. Auf der Kolbenstange 21 befinden sich
zwei Anschläge, an welchen zwei durch eine Druckfeder 27 voneinander abgespreizte
und durch das Gehäuse des Zweidruckschalters 17 abfangbare Federteller 29 und 31
anliegen. Bei Druckgleichheit zu beiden Seiten des Kolbens 19 hält die Druckfeder
27 über die am Gehäuse und an den Anschlägen anliegenden Federteller 29 und 31 die
Kolbenstange 21 in einer Mittellage, in welcher beide Kontakte 23 und 25 unterbrochen
sind. Weiterhin beaufschlagt der Druck in der Hauptluftleitung 13 einen andererseits
vom Druck in einem Steuerraum 33 belasteten Schaltkolben 35 in Wirkungrichtung einer
schwachen Druckfeder 37. Der in seinem Volumen durch einen Luftbehälter 39 vergrößerte
Steuerraum 33 ist über ein in dieser Strömungsrichtung sperrendes Rückschlagventil41
und ein im Ruhezustand geschlossenes Magnetventil 43 mit der Hauptluftleitung 13
verbunden. Der Schaltkolben 35 überwacht einen elektrischen Schalter 45 derart,
daß dieser nur während einer den Druck in der Hauptluftleitung 13 übersteigenden
Druckhöhe im Steuerraum 33 geöffnet ist. Der Schalter 45 ist in eine Leitungsverbindung
eingeschaltet, die von einem Pol 47 einer nicht dargestellten Stromquelle über einen
Hauptschalter 48 zu einer an den anderen Pol 49 der Stromquelle angeschlossenen
Kontrolllampe 51 und zu einem in Abhängigkeit von der Stellung der Einstellspindel
53 des Druckreglers 5 betätigten Schalter 55 führt. Der Schalter
55 steht mit je einem im unerregten Zustand geschlossenen Kontakt 57 bzw.
59 zweier Relais 61 bzw. 63 und mit den beiden Kontakten 23 und 25 des Zweidruckschalters
17 in Verbindung. Die Kontakte 23 und 25 sind mit je einer Erregerspule eines der
Relais 61 bzw. 63 verbunden, die ihrerseits gemeinsam an den Pol 49 der Stromquelle
angeschlossen sind. Der Pol 49 ist weiterhin mit je einem im Erregungszustand der
Relais 61 und 63 geschlossenen Kontakt 65 bzw. 67 verbunden. Die beiden Kontakte
57 und 65 des Relais 61 sind an eine Steuerleitung 69 und die beiden Kontakte 59
und 67 des Relais 63 an eine Steuerleitung 71 angeschlossen. Die beiden Steuerleitungen
69 und 71 erstrecken sich durch den ganzen Zug und sind an dessen Ende über zwei
gleichsinnig geschaltete, einen Stromfluß nur zum Pol 47 freigebende Sperrzellen
73 bzw. 75 mit einer Überwachleitung 77 verbunden, die über die Erregerspule des
Magnetventils 43 an den Pol 47 angeschlossen ist.
-
An jedem Fahrzeug führt, wie in der Zeichnung beispielsweise für ein
Fahrzeug dargestellt, von der Hauptluftleitung 13 eine Zweigleitung 79 zu einem
rein pneumatischen Bremssteuerventil81 und zu zwei im unerregten Zustand geschlossenen
Magnetventilen 83 und 85. Das Magnetventil 85 überwacht eine Verbindung der Zweigleitung
79 zur Atmosphäre und das Magnetventil 83 eine Verbindung zu einer an die
Fülleitung 11 angeschlossenen und über ein Rückschlagventi187 und ein Druckminderventil
88 zu einem Hilfsluftbehälter 89 führenden Zweigleitung 91. Das Bremssteuerventil
81 steht mit dem Hilfsluftbehälter 89 und mit einem Bremszylinder 93 in Verbindung.
Von der Steuerleitung 69 führt eine elektrische Verbindungsleitung 95 über zwei
in entgegengesetzter Sperrichtung wirksame Dioden 97 und 99 zu den Erregerspulen
der Magnetventile 83 und 85, die andererseits gemeinsam über eine Verbindungsleitung
101 an die Steuerleitung 71 angeschlossen sind.
-
Mit den Bezugszeichen 79', 79", 91', 91", 95', 95" und 101', 10l."
sind die Zweig- bzw. Verbindungsleitungen zweier weiterer Fahrzeuge angedeutet.
-
Im Ruhezustand bei betriebsbereiter, gelöster Bremse nehmen deren
Teile die aus der Zeichnung ersichtlichen Lagen ein. Der Druckregler 5 ist über
die Einstellspindel 53 bei geschlossenem Schalter 55 auf Regeldruckhöhe eingestellt,
so daß im Ausgleichsbehälter 55 Regeldruckhöhe herrscht und das Relaisventil 7 die
Hauptluftleitung 13 auf Regeldruckhöhe auflädt. Der Steuerraum 33 und der Luftbehälter
39 sind über das Rückschlagventil 41 ebenfalls mit Druckluft von Regeldruckhöhe
gefüllt. Der Zweidruckschalter 17 befindet sich unter der Kraft der Druckfeder 27
in seiner Mittelstellung, in welcher beide Kontakte 23 und 25 geöffnet sind, und
die Druckfeder 37 hält den Schalter 45 geschlossen. Die Fülleitung 11 ist über das
auf einen die Regeldruckhöhe etwas übersteigenden Druck eingestellte Druckminderventil9
mit Druckluft gefüllt. Der Hilfsluftbehälter 89 ist über das auf Regeldruckhöhe
eingestellte Druckminderventil 88 aus der Fülleitung 11 auf Regeldruckhöhe aufgeladen,
und das Bremssteuerventi181 befindet sich in seiner den Bremszylinder 93 in die
Atmosphäre entlüftenden Lösestellung.
-
Von der Stromquelle fließt vom Pol 49 ein Strom über die brennende
Signallampe 51, den geschlossenen Schalter 45 und den geschlossenen Hauptschalter
48 zum Pol 47. Die beiden Relais 61 und 63 befinden sich in ihren Ruhestellungen,
wobei beide Steuerleitungen 69 und 71 über die geschlossenen Kontakte 57 und 59
mit dem geschlossenen Schalter 55 verbunden und somit an den Pol 47 angeschlossen
sind. Die Magnetventile 83, 85 und 43 sind daher unerregt und geschlossen.
-
Zum abgestuften Bremsen wird die Einstellspindel 53 bei weiterhin
geschlossenem Schalter 55 derart verstellt, daß der Druck im Ausgleichsbehälter
15 abgesenkt wird. Das Relaisventil 7 steuert dann eine entsprechende Druckabsenkung
in die Hauptluftleitung 13 ein, doch verstreicht infolge deren Volumens geraume
Zeit, bis sich diese Druckabsenkung tatsächlich einstellt. In der Zwischenzeit schließt
der Zweidruckschalter 17 infolge der einseitig überwiegenden Beaufschlagung des
Kolbens 19 unter Zusammendrücken der Druckfeder 27 den Kontakt 23; das Relais 61
wird daher erregt und schaltet sich um. Die Steuerleitung 69 ist nunmehr über den
Kontakt 65 mit dem Pol 49 und die Steuerleitung 71 über den geschlossenen Schalter
55 mit dem Pol 47 verbunden. Über die Verbindungsleitung 95 und die Diode 99 wird
daher das Magnetventil 85 erregt und öffnet sich, während die Diode 97 eine Erregung
des Magnetventils 83 verhindert. Die Hauptluftleitung 13 wird also an jedem Fahrzeug
über die Zweigleitung 79 und das Magnetventil 85 in die Atmosphäre entlüftet, so
daß die Druckabsenkung in ihr beschleunigt wird und über die ganze Zuglänge zumindest
annähernd gleichmäßig erfolgt. Die Bremssteuerventile 81 des ganzen Zuges springen
daher an und bewirken eingleichmäßiges Druckbeaufschlagen
der Bremszylinder
93 aus den Hilfsluftbehältern 89. Gleichzeitig hierzu fließt am Zugende ein Strom
von der Steuerleitung 69 über die Sperrzelle 73 zur überwachleitung 77 und von dieser
durch die Erregungsspule des Magnetventils 43 zum Pol 47. Die Sperrzelle 75 verhindert
dabei einen Kurzschluß zwischen den beiden Steuerleitungen 69 und 71. Das Magnetventil
43 öffnet sich, und - der Druck im Steuerraum 33 senkt sich daher mit dem Hauptluftleitüngsdruck
ab. Am Schaltkolben 35 herrschen daher beiderseits stets gleiche Drücke, und der
Schalter 45 bleibt geschlossen.
-
Sobald sich in der Hauptluftleitung 13 die eingesteuerte Druckabsenkung
durchgesetzt hat, herrschen beiderseits des Kolbens 19 wieder gleiche Drücke, und
die Druckfeder 27 bewegt den Zweidruckschalter 17 unter Öffnen des Kontaktes 23
in seine dargestellte Mittelstellung zurück. Das Relais 61 fällt daher ab und verbindet
die Steuerleitung 69 nach einem Abtrennen vom Pol 49 mit dem Pol 47, so daß beide
Steuerleitungen 69 und 71 gleiches Potential aufweisen. Das Magnetventil
85 wird also nicht mehr erregt und sperrt die Hauptluftleitung 13 von der
Atmosphäre ab. Das Magnetventil 43 wird ebenfalls nicht mehr erregt und schließt
sich. Damit ist eine Bremsabschlußstellung erreicht.
-
Bei stärkerem Einbremsen wiederholen sich die vorgeschilderten Vorgänge
entsprechend. Der Druckluftverlust des Hilfsluftbehälters 89 wird sofort nach dem
Einbremsen aus der Fülleitung 11 über das Druckminderventil 88 ersetzt.
-
Zum Lösen wird der Druckregler 5 wieder auf Regeldruckhöhe eingestellt.
Der Ausgleichsbehälter 15 wird dann rasch auf Regeldruckhöhe aufgeladen, während
das Relaisventil 7 Druckluft in die in ihrem Druckniveau nur langsam ansteigende
Hauptluftleitung 13 einspeist. Der Kolben 19 wird daher unter Kompression der Druckfeder
27 abwärts gedrückt, der Kontakt 25 des Zweidruckschalters 17 schließt sich, und
das Relais 63 wird erregt, so daß sich dessen Kontakt 59 öffnet und der Kontakt
67 schließt. Die Steuerleitungen 69 und 71 sind dann derart mit den Polen 47 und
49 der Stromquelle verbunden, daß zwischen ihnen eine zum Vorgang beim Einbremsen
umgekehrte Potentialdifferenz herrscht. über die Diode 97 wird daher das Magnetventil
83 erregt und verbindet die Zweigleitung 91 mit der Zweigleitung 79. In die Hauptluftleitung
13 wird also an allen Fahrzeugen Druckluft aus der Fülleitung 11 eingespeist, und
ihr Druckniveau steigt dementsprechend rasch und über die Zuglänge gleichmäßig an.
Die Brernssteuerventile 81 des ganzen Zuges bewirken infolge der Drucksteigerung
in der Hauptluftleitung 13 ein gleichmäßiges Entlüften der Bremszylinder 93. Zugleich
fließt über die Sperrzelle 75 und die überwachleitung 77 ein das Magnetventil 43
erregender Strom zum Pol 47. über das sich öffnende Magnetventil 43 wird der Steuerraum
33 also mit der Hauptluftleitung 13 verbunden und aus dieser wieder aufgeladen.
Der Schalter 45 bleibt dabei in Ruhe.
-
Mit Erreichen der Regeldruckhöhe in der Hauptluftleitung 13 kehren
alle Teile der elektropneumatischen Bremsanlage in ihre dargestellten und vorstehend
beschriebenen Ausgangslagen zurück.
-
Falls zu Beginn eines Bremsvorganges die Steuerleitungen 69 und 71
unterbrochen sind oder einen Kurzschluß aufweisen, so kann nach einem wie vorstehend
beschriebenen Schließen des Kontaktes 23 des Zweidnickschalters 17 das Magnetventil
43 infolge des Schadens an den Steuerleitungen 69 und 71 nicht erregt werden und
bleibt geschlossen. Beim Absinken des Druckes in der Hauptluftleitung 13 wird daher
infolge des konstant bleibenden Druckes in dem Steuerraum 33 der Schaltkolben 35
nach links verschoben und öffnet den Schalter 45. Die Kontrollampe 51 erlischt,
und die Steuerleitungen 69 und 71 werden stromlos, so daß die Bremsung rein pneumatisch
gesteuert in der bei rein pneumatischen Bremsen üblichen Weise erfolgt.
-
Bei einem zusätzlichen Schaden an der Hauptluftleitung 13, durch welchen
diese entleert wird, also beispielsweise bei einer Zugtrennung, bleibt anfangs die
Regeldruckhöhe im Ausgleichsbehälter 15 erhalten, und der Zweidruckschalter 17 schließt
den Kontakt 25. Da aber, wie vorstehend beschrieben, der Schalter 45 geöffnet wird,
kann keines der Magnetventile 83 des Zuges erregt werden und der Entleerung der
Hauptluftleitung 13 entgegensteuern. Der ganze Zug wird also rein pneumatisch gesteuert
gebremst.
-
Der Schalter 55 wird nur während des Einsteuerns von Schnellbremsungen
geöffnet und bewirkt dabei durch das Unterbrechen der Stromversorgung für die Steuerleitungen
69 und 71 ein rein pneumatisches Steuern der Bremse.
-
Falls die einzelnen Fahrzeuge mit nicht dargestellten, bei ihrer Betätigung
die Hauptluftleitung 13 in die Atmosphäre entlüftenden Notbremshähnen versehen sind,
ist es zweckmäßig, die Rückführleitung 77 über sich bei Betätigung der Notbremshähne
öffnende Schalter zu führen.