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Sicherheitsfahrschaltung für Eisenbahnfahrzeuge, insbesondere Triebfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsfahrschaltung für Eisenbahnfahrzeuge,
insbesondere Triebfahrzeuge, die dadurch, daß sie von dem Fahrzeugführer während
der Fahrt laufend eine bestimmte Tätigkeit verlangt, um zu verhindern, daß die Sicherheitsfahrschaltung
eine selbsttätige Stillsetzung des Triebfahrzeuges bewirkt, gewährleisten soll,
daß der Triebfahrzeugführer sich in einem solchen Zustand befindet, daß er das Triebfahrzeug
steuern kann und daß anderenfalls das Triebfahrzeug nicht ohne Steuerung weiterläuft.
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Die allgemein bekannten Ausführungen von Totmanneinrichtungen, die
auf Eisenbahnfahrzeugen vorgesehen sind, sind Beispiele für solche Sicherheitsfahrschaltungen.
Bei diesen ist entweder ein Handgriff oder ein Fußhebel oder irgendein anderes vom
Fahrzeugführer zu betätigendes Element im Führerstand vorgesehen, und während sich
die Sicherheitsfahrschaltung im Betrieb befindet, muß der Fahrzeugführer dieses
Element dauernd in seiner Arbeitsstellung halten. Wenn dagegen das Element, weil
der Fahrzeugführer irgendwie behindert ist, freigegeben wird, legt sich die Fahrzeugbremse
nach einem kurzen Zeitraum von etwa sechs Sekunden selbsttätig an.
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Der Fahrzeugführer kann jedoch, wenn er ausfällt, in einer Stellung
zusammenbrechen, in der er das Element der Totmanneinrichtung in seiner Arbeitsstellung
hält, und auch dann, wann er sich irgendeinem Dämmerzustand befindet, d. h., wenn
er für eine zuverlässige Erfüllung seiner Pflichten nicht genügend wachsam ist,
kann er nichtsdestoweniger das Element in seiner Arbeitsstellung halten. Es ist
daher, insbesondere in Europa, eine Sicherheitsfahrschaltung vorgeschlagen worden,
die von dem Fahrzeugführer verlangt, daß er periodisch seine uneingeschränkte Wachsamkeit
zur Erfüllung seiner Pflichten unter Beweis stellt. Eine Einrichtung dieser Art
besitzt beispielsweise einen Behälter für ein Druckmittel, das normalerweise mit
einer regelbaren Geschwindigkeit aus dem Behälter entweicht. Von Hand od. dgl. kann
der Fahrzeugführer diesen Behälter von Zeit zu Zeit wieder mit dem Druckmittel beschicken
lassen, um dessen Abgabe auszugleichen und so zu verhindern, daß der Druck in dem
Behälter unter einen vorbestimmten Wert fällt. Unterhalb dieses Wertes wird der
verringerte Druck des Druckmittels wirksam, und das Triebfahrzeug wird durch selbsttätigen
Einsatz der Bremsen zum Stillstand gebracht. Die erforderliche Tätigkeit zur Wiederaufladung
des Behälters mit dem Druckmittel kann die Betätigung eines Elementes sein, das
einzig und allein hierfür vorgesehen ist; es können aber auch vorhandene Antriebssteuerungen
so ausgebildet werden, daß sie die Wiederaufladung des Behälters einleiten, wenn
sie in neue Arbeitsstellungen bewegt werden, so daß also der Fahrzeugführer nicht
mit zusätzlichen Arbeiten belastet wird, wenn er bereits mit den Antriebssteuerungen
beschäftigt ist. Die Bedienung dieser Antriebssteuerungen gibt dann nämlich bereits
einen genügenden Beweis für die Wachsamkeit des Fahrzeugführers.
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Bei einer Sicherheitsfahrschaltung für Eisenbahnfahrzeuge, insbesondere
Triebfahrzeuge, beider der in einem Druckmittelbehälter herrschende Druck, falls
er zu weit absinkt, wirksam wird, um fortschreitend eine zeitlich festgelegte Folge
von Sicherheitsmaßnahmen auszulösen, ist--nach der Erfindung eine Vorrichtung vorgesehen,
die beim Anstieg des Druckes im Druckmittelbehälter auf einen vorbestimmten Wert
anspricht und eine Umschaltung von einem Zustand, in dem die Füllung des Druckmittelbehälters
selbsttätig vor sich geht, auf einen Entladungszustand, in dem das Druckmittel aus
dem Druckmittelbehälter mit einer regelbaren Geschwindigkeit entweicht, bewirkt.
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Das Druckmittel kann aus dem Druckmittelbehälter stetig mit einer
,regelbaren Geschwindigkeit entweichen. Hierbei erfolgt die Füllung des Druckmittelbehälters
mit einer höheren Geschwindigkeit als die Entladung. Jedoch ist es vorzuziehen,
daß die
tatsächliche Entladung nur im Entladungszustand erfolgt,
um an Druckmittel zu sparen.
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Vorzugsweise ist die genannte Vorrichtung ein von dem Druckmittel
betätigter Schalter, dessen normalerweise geschlossene elektrische Kontakte in einen
Stromkreis eingeschaltet sind, durch den die Erregung der Spule eines elektromagnetisch
betätigten Ventils eingeleitet und aufrechterhalten werden kann, so daß das Ventil
die Auffüllung des Druckmittelbehälters zuläßt. Wenn jedoch die Kontakte des Schalters
durch den ihn beeinflussenden Druck, sobald der den vorbestimmten Wert erreicht,
geöffnet werden, wird dadurch die Spule des elektromagnetisch betätigten Ventils
stromlos, so daß das Ventil nunmehr die Entladung des Druckmittelbehälters zuläßt.
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Bei einem Triebfahrzeug mit zwei Führerständen oder einem Triebfahrzeug
mit nur einem Führerstand in einem Zuge mit weiteren Führerständen, von denen jeder
mit der Sicherheitsfahrschaltung nach der Erfindung ausgerüstet ist, können die
Bremseinrichtungen, die von den einzelnen Führerständen des Triebfahrzeuges bzw.
des Zuges aus gesteuert werden und die im Rahmen der ergriffenen Sicherheitsmaßnahmen
Bremsvorgänge einleiten können, so miteinander verbunden sein, daß alle Bremseinrichtungen
in Abhängigkeit von dem Druck in dem Druckmittelbehälter der zu diesem Zeitpunkt
gerade wirksamen Sicherheitsfahrschaitung gesteuert werden. Dadurch erübrigen sich
besondere Abschaltvorrichtungen für die Bremseinrichtungen anderer Führerstände,
wenn irgendein Führerstand unbesetzt ist.
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Vorzugsweise arbeitet jede Bremseinrichtung mit der Bremsleitung der
durch ein Druckmittel betätigten Bremsanlage zusammen und wird durch ein elektromagnetisches
Ventil gesteuert, das normalerweise erregt ist und das beim Stromloswerden die Bremsleitung
entlüftet und damit eine Bremsung herbeiführt. Hierfür ist die Verbindung zwischen
den einzelnen Bremseinrichtungen lediglich eine elektrische Leitung, die, falls
notwendig, ähnlich wie die Bremsleitung von einem Fahrzeug zum anderen über die
ganze Länge des Zuges verläuft.
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Eine Totmanneinrichtung kann in Verbindung mit der Sicherheitsfahrschaltung
nach der Erfindung beibehalten werden, weil die letztere mit einer verhältnismäßig
großen zeitlichen Verzögerung zwischen der völligen Auffüllung des Druckmittelbehälters
und der Anlegung der Bremsen beim Ausbleiben einer Quittierung durch den Fahrzeugführer
arbeitet. Daher stellt die Sicherheitsfahrschaltung nach der Erfindung mehr eine
Art zusätzlicher Sicherung zu der Totmanneinrichtung als einen Ersatz für sie dar.
Bei einer bekannten Totmanneinrichtung ist zur Einleitung einer Bremsung bei der
Freigabe der Totmanneinrichtung eine Bremseinrichtung vorgesehen, die die Bremsleitung
entlüftet. In diesem Fall kann die Bremseinrichtung der Totmanneinrichtung zusätzlich
für die Sicherheitsfahrschaltung verwendet werden. Wenn in einem Triebfahrzeug oder
in einem Zug von Triebfahrzeugen mehrere Führerstände vorhanden sind, ist es üblich,
die Totmann-Bremseinrichtungen durch eine elektrische Leitung miteinander zu verbinden,
die ebenfalls für die Sicherheitsfahrschaltung nutzbar gemacht wird.
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Die Bremsanlage, mit der die Sicherheitsfahrschaltung verbunden ist,
kann entweder durch Druck oder durch Unterdruck betätigt werden. Nachstehend sei
an Hand der schematischen Zeichnung ein Ausführungsbeispiel einer Sicherheitsfahrschaltung
nach der Erfindung in Anwendung auf ein Triebfahrzeug, z. B. ein elektrisch angetriebenes
Schienenfahrzeug, beschrieben, das mit einer Vakuumbremsanlage und mit einer Druckmittelquelle
ausgerüstet ist. Das Triebfahrzeug besitzt eine Totmanneinrichtung, die mit einem
elektromagnetisch gesteuerten Bremsventil versehen ist. Eine solche Totmanneinrichtung
ist für beide Führerstände vorgesehen, sofern zwei vorhanden sind. Da das Triebfahrzeug
für Züge bestimmt ist, die ähnliche Triebfahrzeuge enthalten, ist auch eine Totmann-Verbindungsleitung
zwischen den einzelnen Totmann-Bremsventilen vorgesehen.
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Zu der für jeden Führerstand vorgesehenen Sicherheitsfahrschaltung
gehört ein Druckmittelbehälter 11.
Dieser ist einerseits über eine Einlaßdrosselblende
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zu seiner AuffülIung mit der Druckmittelquelle, z. B. mit einem hier nicht
dargestellten Hauptvorratsbehälter, und andererseits über eine Auslaßdrosselblende
13 zu seiner Entladung in die freie Atmosphäre verbunden. Zur Einregelung
der Geschwindigkeit, mit der das Druckmittel in den bzw. aus dem Druckmittelbehälter
11 strömt, dient ein elektromagnetisch betätigtes Ventil 14, das im erregten
Zustand die Auffüllung und im stromlosen Zustand die Entladung des Druckmittelbehälters
11 ermöglicht.
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Ein von dem Druckmittel betätigter Schalter 15 spricht auf den Druck
im Druckmittelbehälter 11 so an, daß er seine normalerweise geschlossenen
Kontakte öffnet, wenn steigender Druck im Druckmittelbehälter 11 einen vorbestimmten
Wert erreicht. Wie weiter unten im einzelnen auseinandergesetzt werden wird, bewirkt
die Öffnung dieser Kontakte die Beendigung des Füllvorganges, so daß der vorbestimmte
Wert des Druckes dem gefüllten Zustand des Druckmittelbehälters 11 entspricht.
Dieser Wert des Druckes kann kleiner oder im wesentlichen gleich dem Speisedruck
der Druckmittelquelle sein; letzteres ist vorzuziehen, weil ein Druckmittelbehälter
für höheren Druck kleinere Abmessungen haben kann.
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Die Kontakte des durch das Druckmittel betätigten Schalters 15 sind
mit der nicht näher bezeichneten Erregerspule eines Relais 16 und weiteren
Schaltelementen, zu denen ein Druckknopf-Impulsschalter 17 gehört, in Reihe geschaltet.
Diese Schaltelemente sind am Führerstand angeordnet, wo sie durch den Fahrzeugführer
betätigt werden können, um die Auffüllung des Druckmittelbehälters 11 einzuleiten.
Das Relais 16 hat Arbeitskontakte 18 und Haltekontakte 19, die bei
Erregung des Relais geschlossen werden. Die Arbeitskontakte 18 liegen im
Erregerstromkreis des elektromagnetisch betätigten Ventils 14, während die Haltekontakte
19 in einem Haltestromkreis für die Erregerspule des Relais 16 angeordnet
sind.
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Um die Füllung des Druckmittelbehälters 11 einzuleiten, muß
der Fahrzeugführer eines der vorerwähnten Schaltelemente betätigen. Außer dem bereits
erwähnten Druckknopf-Impulsschalter 17 kann die Totmanneinrichtung als ein
solches Schaltelement dienen, indem ihre vorübergehende Freigabe dieselbe Wirkung
hat wie das Niederdrücken des Druckknopf-Impulsschalters 17.
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Die Totmanneinrichtung besitzt im dargestellten Fall zwei Fußschalter
20 und 21, deren jeder, wenn er in seine Arbeitsstellung niedergedrückt
wird, ein ununterbrochenes freies Fahren des Triebfahrzeuges
gestattet.
Parallel zu dem Druckknopf-Impulsschalter 17 liegen die miteinander in Reihe geschalteten
Kontaktsätze 22 und 23 der Totmann-Fußschalter 20 und 21, die in der Freigabestellung
geschlossen sind, und in Reihe mit diesen Kontaktsätzen 22 und 23 ein Kontaktsatz
24, der durch den üblichen Fahrtrichtungswender geschlossen wird, wenn dieser in
der Stellung für Vor- oder Rückwärtsfahrt steht. Der Kontaktsatz 25 des Fahrtrichtungswenders
ist dagegen nur dann geschlossen, wenn dieser in der Nullstellung steht. Durch den
Kontaktsatz 25 des Fahrtrichtungswenders kann die Totmanneinrichtung in dessen Nullstellung
stillgelegt werden, so daß also keine Totmann-Bremsung verursacht wird und auch
kein Fahrtüchtigkeitsnachweis des Fahrers zu erbringen ist.
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Durch Betätigung eines der Schaltelemente wird der Erregerspule des
Relais 16 ein Stromimpuls zugeführt, durch den das Relais 16 erregt wird, so daß
es seine Arbeitskontakte 18 und seine Haltekontakte 19 schließt. Dadurch wird das
die nicht näher bezeichnete Zuleitung zum Druckmittelbehälter 11 steuernde Ventil
14 elektromagnetisch so betätigt, daß es die Stellung zur Auffüllung des Druckmittelbehälters
11 einnimmt. Der Haltestromkreis für das Relais 16 ist über die geschlossenen
Kontakte des durch das Druckmittel betätigten Schalters 15 geschlossen. Solange
diese Kontakte geschlossen bleiben, bleibt auch der Füllungszustand des Druckmittelbehälters
11 bestehen. Sobald jedoch die Kontakte des Schalters 15, wenn der Druck im Druckmittelbehälter
11 den vorbestimmten Wert erreicht, geöffnet werden, wird der Haltestromkreis für
das Relais 16 unterbrochen, so daß das Relais 16 und damit auch die Magnetwicklung
des Ventils 14 stromlos werden und dadurch eine Umschaltung des Ventils 14 von »Füllung«
auf »Entladung« des Druckmittelbehälters 11 bewirkt wird. Bei »Entladung« entweicht
das Druckmittel aus dem Druckmittelbehälter 11 mit einer Geschwindigkeit, die durch
den Querschnitt der Auslaßdrosselblende 13 bestimmt ist.
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Damit die Sicherheitsfahrschaltung eine Bremsung herbeiführt, sind
in dem Stromkreis eines elektromagnetisch betätigten Totmann-Bremsventils 26 die
Kontakte eines weiteren, durch das Druckmittel beeinflußten Schalters 27 angeordnet,
die sich öffnen, sobald der Druck im Druckmittelbehälter 11 unter einen vorbestimmten
Wert sinkt. Die Öffnung der Kontakte dieses durch das Druckmittel beeinflußten Schalters
27 hat die Wirkung daß die Magnetwicklung des Totmann-Bremsventils 26 stromlos wird,
und zwar unabhängig davon, in welcher Stellung sich die Totmann-Fußschalter befinden,
so daß nach einer vorbestimmten Zeit, die durch die gewöhnlich in solchen Ventilen
vorgesehenen Verzögerungsmittel bestimmt ist, die (nicht dargestellte) Bremsleitung
so belüftet wird, daß eine Bremsung herbeigeführt wird. Durch die Verbindung der
Magnetwicklung des Bremsventils 26 mit der elektrischen Leitung 28 wird gewährleistet,
daß weitere entsprechende Totmann-Bremsventile, die sich auf dem gleichen Triebfahrzeug
und auf den übrigen Triebfahrzeugen des Zuges befinden und ebenfalls an die Leitung
28 angeschlossen sind, gleichzeitig stromlos werden.
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Parallel zur Magnetwicklung des Totmann-Bremsventils 26 liegt eine
elektrisch betätigte Warnvorrichtung 29, die durch die in Reihe liegenden Kontakte
eines weiteren, durch das Druckmittel beeinflußten Warnschalters 30 eingeschaltet
wird, sofern die Arbeitskontakte eines noch zu beschreibenden Relais 31 geschlossen
sind. Dieser durch das Druckmittel beeinfiußte Warnschalter 30 schließt seine Kontakte,
wenn sich der Druck im Druckmittelbehäiter 11 dem unteren Wert des Druckes nähert,
und löst ein Warnsignal von angemessener Dauer aus, bevor der Schalter 27 seine
Kontakte bei dem unteren Wert des Druckes öffnet. Zu den Sicherheitsmaßnahmen, die
eingeleitet werden, wenn der Druck im Druckmittelbehälter 11 auf diesen Wert sinkt,
gehören die Betätigung des Warnschalters 30, eine vorzugsweise akustische
Warnung von ausreichender Dauer an den Fahrzeugführer und eine Bremsung, die, falls
der Fahrzeugführer keinen Fahrtüchtigkeitsbeweis liefert, kurze Zeit nach Abschluß
der Warnung eingeleitet wird.
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Der Fahrzeugführer beweist seine Fahrtüchtigkeit, indem er während
der Warnung irgendeine Schalttätigkeit vornimmt. Tut er dies, wenn die Warnung gegeben
wird, so wird die Anlegung der Bremsen vermieden. Vorzugsweise werden die Kontakte
des durch das Druckmittel beeinflußten Schalters 27 bei steigendem Druck im Druckmittelbehälter
11 bei einem Druck wieder geschlossen, der gleich demjenigen ist, bei dem die Kontakte
des Warnschalters 30 wieder geöffnet werden, so daß die Warnung nicht unnötigerweise
bei der Auffüllung des Druckmittelbehälters 11 gegeben wird.
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Obwohl die Totmann-Bremsventile aller Führerstände vom Druck in dem
am besetzten Führerstand befindlichen Druckmittelbehälter 11 abhängig sind, ist
es vorzuziehen, daß dies bei der Warnvorrichtung nicht der Fall ist. Daher sind
mit den Kontakten des Warnschalters 30 und der Warnvorrichtung
29 nicht näher bezeichnete Arbeitskontakte eines Relais 31 in Reihe geschaltet,
dessen Erregerspule nur dann erregt wird, wenn der Führerstand durch Schließung
eines Trennschalters 32, der die Stromzufuhr an diesem Führerstand steuert, in Betrieb
genommen wird. Wenn dagegen der Führerstand unbesetzt ist, ist das Relais 31 stromlos,
so daß seine Arbeitskontakte geöffnet sind und die Warnvorrichtung 29 von der Totmann-Verbindungsleitung
28 abgetrennt ist.