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Einrichtung zur Widerstandsbremsung mit selbsterregten Motoren für
elektrische Triebfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Widerstandsbremsung
mit selbsterregten Motoren für elektrische Triebfahrzeuge, bei der nach der Befehlsgabe
für den Bremseinsatz die der betreffenden Fahrgeschwindigkeit angepaßte Bremsstufe
dadurch ausgewählt wird, daß eine der kontaktlos ermittelten Geschwindigkeit entsprechende
Größe zu einer durch die jeweilige Bremswiderstandsstufe bestimmten, durch eine
Stellungsanzeigevorrichtung angegebenen Größe addiert und bei Erreichen eines bestimmten
Summenwertes beider Größen eine Weiterschaltung der Bremswiderstandsstufen durch
kontaktlose Elemente gesperrt wird.
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Mit einer solchen bekannten Widerstandsbremse ist eine Anpassung an
die für jede Geschwindigkeit eines Fahrzeuges geeignetste Bremsstufe möglich, auf
der eine rasche Erregung der Motoren und eine passende Bremskraft für sanfte Bremsung
erreicht wird. Bei den bekannten selbsterregten Widerstandsbremsen wird für die
der Fahrgeschwindigkeit entsprechende Größe die Spannung eines Tachodynamos verwendet
und die der jeweiligen Bremswiderstandsstufe entsprechende Größe als Spannungsabgriff
an einem Potentiometer entnommen, das entsprechend der Stellung einer Schaltwalze
verstellt wird.
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Bei derartigen bekannten Widerstandsbremsanordnungen ist ein gesonderter,
mit Radachsen gekuppelter Tachodynamo und ein kontaktbehaftetes Potentiometer vorgesehen,
die beide einem gewissen Verschleiß ausgesetzt sind, was die Funktionssicherheit
der Einrichtung beeinträchtigen und somit schädliche Folgen für den Betrieb solcher
Fahrzeuge haben könnte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitgehend wartungsfreie
und störunanfällige Widerstandsbremse zu schaffen, die ohne kontakt- und verschleißbehaftete
Teile arbeitet. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei der eingangs genannten Einrichtung
auf einfache und sichere Weise nach der Erfindung dadurch, daß die von einem Impulsgeber
der Radachse vorgegebenen, während eines bestimmten Zeitraumes gezählten und entsprechend
der Abstufung des Bremswiderstandes verminderten Achsimpulse mit den Stellungsimpulsen
einer die Schaltstellung der Bremswiderstandsstufen (in an sich bekannter Weise)
kontaktlos auswertenden Stellungsanzeigevorrichtung summiert werden und bei Erreichen
einer vorgegebenen Impulssumme eine durch die Achsimpulse angeregte Weiterschaltung
der Bremswiderstände unterbrochen wird.
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Es ist bekannt, für die Lageregelung von Fahrzeugen kontaktlos auswertende
Stellungsanzeigevorrichtungen vorzusehen, jedoch sind diese Einrichtungen nicht
für die Erfassung der Schaltstellung der Bremswiderstandsstufen angewendet worden,
wofür, wie bereits gesagt, von der Schaltwalzenstellung abhängig beeinllußte Potentiometer
bekannt sind. Die Verwendung solcher Potentiometer ist zudem nur auf Bremsen mit
Schaltwalzen beschränkt. Dagegen läßt sich eine mit Impulsen arbeitende Stellungsanzeigeeinrichtung
auch für andere Ausführungen der Steuer- und Schalteinrichtungen von elektrischen
Triebfahrzeugen verwenden.
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Nach einem älteren Vorschlag ist die Vorwahl von Bremswiderstandsstufen
mittels impulsbetriebener Einrichtungen dadurch ermöglicht, daß abhängig von der
Anzahl der innerhalb einer bestimmten Zeit auf eine Auswerteeinrichtung gegebenen
Impulse die entsprechende Bremsstufe ermittelt und eingeschaltet wird. Hierbei ist
jedoch keine Summierung von Achsimpulsen mit Stellungsimpulsen vorgesehen. Die Maßnahme
nach der Erfindung, die in der Gesamtheit aller Merkmale des Anspruches 1 zu erblicken
ist, hat auch keine Berührung mit einem anderen älteren Vorschlag, der darauf hinausläuft,
eine Schaltwalze in einer für die jeweilige Geschwindigkeit maßgeblichen Bremsstufenstellung
durch eine Magnetbremse festzuhalten, wobei die Erregung der Bremse durch einen
fahrgeschwindigkeitsabhängigen Tachodynamo über einen von der Schaltwalzenstellung
abhängigen Vorwiderstand erregt wird. Bei diesem Vorschlag ist ebenfalls eine Summierung
von verschiedenartigen Impulsen nicht vorgesehen.
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Beim Gegenstand der Erfindung wird mit der Bremsbefehlsgabe ein Zeitglied
eingeschaltet, während dessen Laufzeit die Achsimpulse eines kontaktlosen Impulsgebers
einem Zähler zugeführt werden. Da wegen der Vergrößerung der Bremsstufen mit zunehmender
Fahrgeschwindigkeit nicht jedem Achsimpuls
eine bestimmte Widerstandsstufe
zugeordnet werden kann, werden von den eingezählten Impulsen durch eine kontaktlose
Anordnung - beispielsweise ein Und-Gatter - nur bestimmte Impulse einem zweiten
Zähler zugeleitet. Zugleich wird das vom Zeitglied ausgelöste Signal oder gegebenenfalls
der erste dem Zähler zugeführte Impuls einem Gedächtnis zugeleitet, das einen Befehl
an einen Schaltwalzenantrieb weitergibt, die Schaltwalze in Richtung auf die letzte
Bremswiderstandsstufe zu verstellen. Dabei wird beim Durchlaufen jeder Bremsstufenstellung
von einer mit der Schaltwalze gekuppelten Stellungsanzeigeeinrichtung ein Signal
abgegeben, das dem zweiten Zähler zugeleitet wird.
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Nach Summierung mit den vom Und-Gatter gegebenen Signalen wird bei
Erreichen einer bestimmten Summe, die in einem nachgeschalteten zweiten Und-Gatter
ausgewertet wird, dem Gedächtnis ein Löschimpuls gegeben, durch den das Gedächtnis
gelöscht und der Antrieb stillgesetzt wird. Man erreicht dadurch, daß beispielsweise
bei einer hohen Geschwindigkeit bereits die vom ersten Zähler über das ihm zugeordnete
Und-Gatter gegebenen Impulse nahezu ausreichen, um die im zweiten Zähler festgelegte
Summe zu erfüllen, so daß keine oder fast keine Impulse von der Stellungsanzeigevorrichtung
der Schaltwalze aufsummiert werden müssen, und die Rücksetzung des Gedächtnisses
und damit die Stillsetzung der Schaltwalze noch vor der ersten Bremsstufe bzw. auf
einer der ersten Bremsstufen erfolgt. Ist die Geschwindigkeit des Fahrzeuges jedoch
klein, so werden von dem ersten Zähler ein oder wenige Impulse dem zweiten Zähler
mitgeteilt, und von der Stellungsanzeigeeinrichtung muß sodann der Rest aufgezählt
werden. Die Stillsetzung des Antriebes erfolgt hierbei erst auf einer der letzten
Bremsstufen.
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Die kontaktlose Stellungsanzeigeeinrichtung ist gemäß einer Ausgestaltung
der Erfindung mit einem magnetisierbaren Belag versehen, der so magnetisiert ist,
daß jeweils kurz vor Erreichen einer Schaltstellung die Magnetisierung wechselt
und diese Magnetisierung von einem Haugenerator oder einem magnetfeldabhängigen
Widerstand abgetastet wird. Auf diese Weise erreicht man, daß sowohl die Geschwindigkeit
des Fahrzeuges als auch die Stellung der Schaltwalze kontaktlos bestimmbar und mittels
elektronischer Bausteine auswertbar ist. Bei Steuerungen, die einen Gleitschutz
enthalten, bei dem die Impulse von zwei Achsen miteinander verglichen werden und
somit bereits zwei Zähler vorhanden sind, können diese beiden Zähler während des
Bremseinsatzes für den vorgenannten Zweck umgeschaltet werden, wodurch an Zählern
gespart werden kann.
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An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer gemäß der Erfindung ausgeführten
Anordnung; in F i g. 2 sind die Bremsmomente in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
bei verschiedenen Bremswiderständen dargestellt, und in F i g. 3 ist der Aufbau
einer Stellungsanzeigeeinrichtung mit magnetischer Stellungsanzeige wiedergegeben.
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In F i g. 1 ist mit B ein Befehlsschalter (Bremssteller) bezeichnet,
von dem aus der Befehl zum Einleiten einer Bremsung auf das Zeitglied T gegeben
wird. Von dem Zeitglied aus wird während einer bestimmten Zeit der Zähler Z1 für
die von einem mit einer Radachse gekuppelten Impulsgeber abgegebenen Impulse geöffnet.
Für eine bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit soll entsprechend F i g. 2 eine bestimmte
Widerstandsstufe R1 bis R" (R,) eingeschaltet werden. Da jedoch die Geschwindigkeitssprünge
von einer Stufe zur anderen mit steigender Geschwindigkeit zunehmen, ist es notwendig,
die im Zähler Z1 gezählten Impulse, wie sie durch den Linienzug a der F i g. 2 dargestellt
sind, entsprechend den Geschwindigkeitssprüngen zu vermindern, z. B. entsprechend
dem Linienzug b der F i g. 2. Dies erreicht man in einem (oder mehreren) Und-Gatter
X1, das die Impulse an einen zweiten Zähler ZZ weitergibt. Die vom Zähler Z1 abgegebenen
Impulse werden auch noch dazu verwendet, ein Gedächtnis M einzuschalten, das seinerseits
den Befehl an den Antrieb A gibt, die Schaltwalze W auf die letzte
Bremsstufe zu drehen. Die mit der Schaltwalze gekuppelte Stellungsanzeigeeinrichtung
St, die in F i g. 3 näher dargestellt ist, gibt beim Anlaufen jeder Schaltstellung
einen Impuls ab. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, weist die Stellungsanzeigeeinrichtung
eine Scheibe S auf, die einen magnetisierbaren Belag 1 trägt, der zweckmäßig am
Scheibenumfang aufgebracht ist. Dieser Belag ist so magnetisiert, daß jeweils kurz
vor Erreichen und kurz nach einer Schaltstellung die Magnetisierung wechselt. Durch
Abtasten dieser Magnetisierung mittels einer Anordnung 2 mit einem Hallgenerator
wird kurz vor Erreichen einer Schaltstellung ein Signal abgegeben, das dem Zähler
Z2 (F i g. 1) zugeführt wird. Sollten beispielsweise vom Zähler Z1 in den Zähler
Z2 zwei Impulse gegeben werden, und besitzt die Schaltwalze W zehn Bremsstellungen,
so soll die achte Bremsstufe eingeschaltet werden; von der Stellungsanzeigeeinrichtung
St her sind dann acht Impulse in den Zähler Z2 einzuzählen, so daß bei Erreichen
der achten Bremsstufe der Zähler Z2 die Summe 10 erreicht, die in dem Und-Gatter
X2 ausgewertet wird. Jeweils bei Erreichen dieser Summe wird das Gedächtnis M wieder
gelöscht und damit der Antrieb A abgeschaltet und die Schaltwalze bei Erreichen
der gewünschten Schaltstellung stillgesetzt. Wurden dagegen beispielsweise vom Zähler
Z1 zum Zähler Z2 acht Impulse übergeben, weil die Geschwindigkeit entsprechend hoch
war, dann ist die Summe 10 im Zähler Z2 bereits bei Erreichen der zweiten Bremsstellung
erreicht, und die Schaltwalze W wird in diesem Fall auf dieser Stellung durch Löschen
des Gedächtnisses und Stillsetzen des Antriebes angehalten. An Stelle der beschriebenen
Summenbildung ist es selbstverständlich auch möglich, auf Grund der während einer
bestimmten Zeit ermittelten Impulse der Radachse einen Zählerstand zu setzen und
diesen Zähler dann durch Impulse der Stellungsanzeige auf den Wert Null zurückzusetzen.
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Selbstverständlich ist die Erfindung auch bei Verwendung von elektronischen
Schrittschaltwerken einsetzbar, bei denen dann an Stelle der Impulse der Stellungsanzeigeeinrichtung
die Schrittschaltimpulse direkt für die Summenbildung bzw. Rückzählung benutzt werden.