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| " Siche:rheitsfahrschaltung für Triebfahrzeuge " |
| Die vr.Lindung betrifft eine von der Zeit und vom Bewegungszu- |
| stand eines Triebfahrzeuges abhängige Sicherheitsfahrschaltung, |
| bei der in besti.,mten Zeitabständen -3ine Wachsamkeitstaste
vom |
| Fahrzeugführer betätigt werden muß, bei der ein von einer Fahr- |
| zeugachse anbetrieeener Impulsgeber Spannungsimpulse erzeugt,
die |
| auf eine im Wesentlichen aus kontaktlosen Elementen aufgebaute |
| Steuereinrichtung einwirken, und bei der beim Unterlassen der |
| rechtzeitigen Betätigung der Wachsamkeitstaste ein oder mehrere |
| Signale ausgelöst werden und anschließend bei deren Nichtbeach- |
| tung eine Abscnaltung des Antriebaggregates bzw, eine ZwanLabrem- |
| sun; des Triebfahrzeuges bewirkt wird. |
| luit nlzr einem Bedienungsmann besetzte Triebfahrzeuge von
Eisen- |
| b,^..tirien benötigen eine Sicherheitsfanrschaltung, die verhindern |
| muß, da.ß bei einem Ausfall des Bedienungsmannes,z.B. durch
Be- |
| wuLtlosi@xeit oder durch Absturz vom Fahrzeug das Triebfahrzeug |
| mit äer gerade -ein,;estellten Geschwin,-Iigkeit weiterfährt.. |
| ..5s sind 3icherheitsfahrschaltungen bekannt, die vom Bedienungs- |
| CD |
| # ,iann i die - -1 -auernde Betäticung
CD ,z eines Tasters, einer sogenannten |
| lac_iä.ias@@eitta@te verlangen. Bei Loslassen des Tasters erfolgt |
| s |
| _,bscL;-i,_tunb des Antrieb @@.J&egates und Zwangsbremsung
des i'riebfahr- |
| zeur;es. üei anderen #:;icherheitsfahrschaltungen erfolgt die
Absctial- |
| turi--- nach Ahlauf einer oestimmteri Z'Jeit nach dem :Loslassen
des |
| i'asters oder nach anschließender Zur _ckle-,rung eines bestimiüten |
| 'Je es durch das Triebfanrzeug. _s sind wach Sicherheitsfährschal- |
| tuii;;en bekannt, bei denen die ';iachs@.,:ikeitst@ste durch
den Bedie- |
| nun;s!_:ann nur in besti:n.nten Zeitabständen betätigt Irrerden
maß. |
| wie be..iannte@ ten Sch--_ltu:_gen dieser Art verlangen eine
dauernde |
| Betätiung der .aclzs.raeitst:@ste, Sie jedoch in gewissen Zeitab- |
| st.-..nd,=ri zur nontrolle los.;ela-3en werden ma,3. Erfolgt
kein loslas- |
| sen der :-.ctisc-:,inkeitstaste in den vorgeschriebenen Zeitabständen, |
| so wird nach Zuriic"'le Jung einer gewissen Wegstrecke die
Abschal- |
| tung des Antrieba:Tgregatej und ZwangsbreE_isung des Triebfahrzeuges |
| eingeleitet. heist erfolgt vor dem Eingriff in das Antriebsaggre- |
| gat eine akuatiscne oder optische 'iarnung des Bedienungsmannes, |
| dem es dennoch während einer gewissen Karenzzeit möglich ist,
die |
| anlaufende Abstellautomatik rückzustellen. |
Bei den bekannten Schaltungen dieser Art bedient man sich im allgemeinen
mechanischer und elektromechanischer Elemente, die naturgemäss dem Verschleiss unterworfen
sind. Wenn man annimmt, dass der Bedienungsmann z.B. wenigstens alle 30 Sekunden
die Wachsamkeitstaste loslassen muss, so ergibt eine Nachrechnung der Schalthäufigkeit
bei Triebfahrzeugen mit langen täglichen Iaufzeiten, dass innerhalb eines Vierteljahres
das für eine solche Schaltung erforderliche Zeitrelais mehr als eine Million Schaltungen
durchführen muss. Es ist daher für die Geräte solcher Sicherheitsfahrschaltungen
in erheblichem Maße Wartungsarbeit erforderlich, was nicht nur Kosten verursacht,
sondern auch die möglichen Einsatzzeiten der Triebfahrzeuge verkürzt. Man hat auch
bereits vorgeschlagen, kontaktlose Elemente für solche Sicherheitsfahrschaltungen
zum Einsatz zu bringen, um die erforderlichen Wartungszeiten einzuschränken. Nachteilig
ist auch bei den meisten bekannten Einrichtungen dieser Art mit einer Kombination
einer Zeit- und Wegabhängigkeit, dass bei Rangierfahrten der zurückzulegende Weg
bei einem Ausfall des Bedienungsmannes meist viel zu lang ist, so dass in einem
solchen Falle trotz Vorhandenseins der Sicherheitsfahrschaltung Auffahrunfälle verkommen
können. Die den bekannten Schaltungen dieser Art anhaftenden geschilderten Mängel
sind bei der Sicherheitsfahrsehaltung gemäss der Erfindung vermieden. Die Erfindung
betrifft eine Sicherheitsfahrschaltung für Triebfahrzeuge, bei der in bestimmten
Zeitabständen eine Wachsamkeitstaste vom Fahrzeugführer betätigt werden muss, bei
der ein von der Fahrzeugachse angetriebener Impulsgenerator eine von der Geschwindigkeit
des Triebfahrzeuges abhängige Anzahl von Impulsen pro Zeiteinheit erzeugt, die zur
Betätigung einer kontaktlosen u.a. aus Zeitgliedern bestehenden Vorrichtung dienen
und die beim Unterlassen der rechtzeitigen Betätigung der Wachsamkeitstaste ein
oder mehrere Signale auslöst und anschliessend eine Abschaltung des Antriebsaggregates
bzw. eine Zwangsbremsung des Triebfahrzeuges bewirkt. Die Erfindung
ist
gekennzeichnet durch eine Kombination von Zeitgliedern, Und-Gliedern, Oder-Gliedern
und Kipp-Gliedern, die so zusammenwirken, daB bei unterlassener Betätigung der Wachsamkeitstaste
durch Einschaltung eines Zeitgliedes nach*dessen Ablauf ein optisches Vorwarnsignal
rein zeitabhängig ausgelöst und gleichzeitig ein weiteres Zeitglied eingeschaltet
wird, das am Ende seiner Laufzeit ein Relais betätigt, das mit dem Impulsgeber ,
in Verbindung steht und nur beim Eintreffen von diesem erzeugten Spannungsimpulsen
ein akustisches Signal ausbat und-gleichzeitig ein drittes Zeitglied einschaltet,
das ebenfalls mit dem Impulsgeber verbunden ist und am Ende seiner Laufzeit nur
beim Eintreffen von Impulsen des Impulsgebers die Stillsetzung des Triebfahrzeuges
durch Abschaltung und Betätigung der Bremseinrichtung einleitet.
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Bei der Sicherheitsfahrschaltung gemäss der Erfindung ist es möglich,
bei einer hohen Geschwindigkeit eine sehr kurze Ansprechzeit für die Abschaltung
des Antriebsaggregates und die Einleitung der Zwangsbremsung einzustellen, so dass
die Nachteile, die eine zeitabhängige Sicherheitsfahrschaltung aufweist, dass sich
nämlich bei einer hohen Geschwindigkeit ein.sehr langer Weg ergibt, bevor die Bremseinrichtung
zum Ansprechen kommt, vermieden wird. Weiter hat diese Sicherheitsfahrechaltung
den Vorzug, dass bei Rangierfahrten bereits nach einem sehr kurzen Weg die Bremsung
eingeleitet wird, so dass die Sicherheit zur Vermeidung von Unfällen erheblich gesteigert
wird. Befindet sich das Triebfahrzeug im Stillstand, so ist eine Betätigung der
Wachsamkeitstaste nicht erforderlich, wie z.B. bei einer -rein zeitabhängigen Einrichtung
dieser Art. Die Sicherheitsfahrschaltung gemäss der Erfindung besitzt nur noch für
die Schaltelemente, die schalten müssen, wenn der Bedienungsmann die Betätigung
der Wachsamkeitstaste vergisst, mechanisch betätigte Geräte, die.mit Rücksicht auf
ihre geringe Schalthäufigkeit keine Wartung bedürfen.
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Der Aufbau einer Sicherheitsfaj(hschaltung gemäss der Erfindung soll
anschliessend anhand eines Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der Fig. 1
ist mit 1 ein Doppelimpulsgeber bezeichnet. Dieser im wesentlichen aus einer zwischen
zwei
Spulen eines Schwingkreises rotierenden Zahnscheibe aufgebaute Impulsgeber liefert
Impulse mit einer von der Drehzahl des Gebers unabhängigen Amplitude. Die Anzahl
der pro Zeiteinheit erzeugten Impulse ist der Drehzahl des Impulsgebers proportional.
Der Impulsgeber ist so geschaltet, dass auf die beiden mit 2 und 3 bezeichneten
Impulsformer jeweils nacheinander ein Impulsgegeben wird und zwar in einer solchen
Weise, dass dem Impulsformer 2 jeweils ein Impuls zugeführt wird, wenn dem Impulsformer
3 kein Impuls zugeführt wird und umgekehrt.
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Weiterhin ist mit 4 ein Oderglied und mit 20 ein Umkehrveretärker
bezeichnet. Diesem Oderglied werden die von den Impulsformern 2 und 3 rechteckig
geformten Impulse zugeführt und vereinigt. Wenn beide Impulsformer 2 und 3 ordnungsgemäss
arbeiten und diesen die Impulse vom Doppelimpulsgeber zugeführt werden, entsteht
am Ausgang des Odergliedes 4 eine Gleichspannung, die dem Umkehrverstärker 20 zugeführt
wird. Am Ausgang des Umkehrverstärkers 20 liegt in diesem Dalle dann die
Spannung Null.
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Weiterhin ist mit 4 ein monostabiles Kippglied, mit 19 ein Integrierglied
und mit 6 ein spannungsabhängiges Glied bezeichnet. In der monostabilen Kippstufe
5 werden die an seinem Eingang eingehenden Impulse verschiedener zeitlicher hänge
in Impulse gleicher Länge umgewandelt, wobei natürlich die Länge der abgegebenen
Impulse nicht grösser sein kann, als die zeitliche hänge des kürzesten am Eingang
des monostabilen Kippgliedes ankommenden Impulse. Die auf eine einheitliche Länge
gebrachten Impulse werden im Integrierglied 19 weiter verarbeitet. Am Ausgang des
Integriergliedes 19 wird dann eine Gleichspannung abgegeben, deren Grösse der Anzahl
der am Eingang der Integrieratufe ankommenden,Impülse proportional ist. Diese Spannung
wird dem spannungsabhängigen Glied 6 zugeführt., das bei einer bestimmten Spannung
eine Umschaltung durchführt.
In der im Ausführungsbeispie
1 dargestellten Si cherheitsdre i fahrschaltung sind weiterhin mit 7, 8 und 5 Zeitglieder,
deren Ablaufzeit einstellbar ist, bezeichnet, wobei das Zeitglied 9 mehrere umschaltbare
Zeite instellbereiche aufweist. Weiter sind mit 10, 11 und 12 drei Undglieder und
mit 13 und 14 zwei bistabile Kippglieder bezeichnet. Mit los ist ein Kondensator
bezeichnet, der das Anstehen einer Gleichspannung bei stillstehendem Fahrzeug an
den Eingängen b der Undglieder 11 und 12 verhindert. Mit 15 ist ein Oderglied und
mit 16, 17 und 18 sind drei Endstufen bezeichnet, die die ankommenden Signale soweit
verstärken, dass sie für die Betätigung von Relais ausreichen. Die Eingänge der
Und-bzw- Oderglieder 10 - 15 sind mit a und b bezeichnet.
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Die mechanischen Schaltglieder sind wie folgt bezeichnet: Mit 21 die
Wachsamkeitstaste, mit 22 ein Relais für das optische Signal 25, mit 221 ein Schließkontakt
des Relais 22, mit 23 das Relais für das akustische Signal 26 und mit 24 das Relais
für das Magnetventil 27, das die Bremseinrichtung betätigt. Dem Magnetventil 27
kann auch ein Relais 28 für eine Einrichtung zur Abschaltung des Antriebsaggregates
des Triebfahrzeuges parallel geschaltet sein, falls die Abschaltung des Antriebsaggregates
nicht über die Druckluftleitung und ein entsprechendes druckluftbetätigtes Element
vorgenommen wird.
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Die Sicherheitsfahrschaltung entsprechend dem Ausführungsbeispiel
arbeitet folgendermassen: Der Bedienungsmann muss die Wachsamkeitstaste 21 dauernd
niederdrücken, diese jedoch in Abständen von jeweils z.B. 30 oder 60 Sekunden kurzzeitig
loslassen. Bei einer Betätigung -im Ausführungsbeispiel also einer Öffnung des Kontaktes
der Wachsamkeitstaste 21 - läuft das Zeitglied 7, das z.B. auf eine Ablaufzeit von
60 Sekunden eingestellt sein mag, in seine Ausgangslage zurück und beginnt beim
erneuten Niederdrücken der Wachsamkeitstaste neu zu laufen. Ist durch irgendwelche
Umstände der Bedienungsmann daran gehindert, die Wachsamkeitstaste
21
zu betätigen, d.h. also den Schalter zu öffnen, so läuft das Zeitglied 7 ab. Nach
Beendigung der Laufzeit des Zeitgliedes 7 liegt an seinem Ausgang eine Spannung
an, so dass das Oderglied 15 betätigt wird. Dadurch wird die Endstufe. 16 angesteuert
und das Relais 22 fällt ab, so dass das optische Signal 25 eingeschaltet wird.
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Gleichzeitig werden von der Wachsamkeitstaste 21 und vom Zeitglied
7 her die beiden Eingänge des Undgliedes 10 an Spannung gelegt. Am Ausgang des Undgliedes
10 entsteht damit eine Spannung und das Zeitglied 8 läuft an. Weiter ist der Schalter
221 des Relais 22 , ausgeschaltet worden, so dass jeweils der Eingang a der beiden
Kippstufen 13 und 14 spannungslos wird. Nach einer Zeitspanne von z.B. 3 Sekunden
ist das Zeitglied 8 abgelaufen und der Eingang a des Undgliedes 11 erhält Spannung.
Nachdem der Eingang b des Undgliedes 11 vom Impulsformer 2 Impulse erhält, werden
vom Ausgang des Undgliedes@ll ebenfalls Impulse abgegeben und dem Eingang b der
Kippstufe 13 zugeführt. Dies führt zu einer Umschaltung der Kippstufe, die in der
neuen Schaltstellung verbleibt. Über den Ausgang d der Kippstufe wird über die Endstufe
17 das Relais 23 entregt, das abfällt und ein akustisches Signal 26 auslöst.
Von einem weiteren Ausgang c der Kippstufe 13 wird gleichzeitig das Zeitglied 9
erregt, so dass dieses zum Anlauf kommt. Dieses Zeitglied 9 kann verschiedene Laufzeiten
haben, die von dem spannungsabhängigen Glied 6 eingestellt bzw. umgeschaltet werden.
So kann z.B. die Laufzeit für eine Geschwindigkeit des Triebfahrzeuges von
30 km/h 6 Sekunden, für 90 km/h 4 Sekunden und bei grösseren Geschwindigkeiten 2
Sekunden betragen. Ebenso gut sind natürlich auch andere Verzögerungszeiten möglich.
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Der Bedienungsmann hat jetzt noch eine andere Möglichkeit durch Betätigung
der Wachsamkeitstaste 21 die angelaufenen Zeitglieder 7, 8 und 9 wieder in die Ruhestellung
zurückzustellen. Wird vor Ablauf des Zeitgliedes 9 durch Loslassen der Wachsamkeitstaste
der Kontakt 21 geöffnet, so kehrt das.Zeitwerk 7 in die Ruhelage zurück, das gderglied
15 schaltet ebenfalls um, so dass über die Endstufe 16 das
Relais
22 erregt wird. Das optische Signal 25 wird abgeschaltet und der Kontakt 221 des
Relais 22 schliesst wieder, so dass der Speicher U 13 an seinem Eingang a Spannung
erhält und in die Ausgangslage zurt.ekechaltet. Damit wird auch das Zeitglied 9
spannungslos und kehrt in die Ausgangslage zurück, ohne dass der Bremsvorgang des
Triebfahrzeuges eingeleitet wird.
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Ist der Bedienungsmann durch irgendwelche Umstände .gehindert, eine
Betätigung der Wachsamkeitstaste 21 vorzunehmen,wird nach Ablauf des Zeitgliedes
9 das Undglied 12 am Eingang a an Spannung gelegt. Da der Eingang b des Undgliedes
12 vom Impulsformer 2 mit Impulsen versorgt wird, liegt nunmehr auch am Ausgang
des Undgliedesl@pannung, so dass .der Speicher 14 umschaltet und in seiner neuen
Stellung verbleibt. Die Endstufe 18 entregt das Relais 24, so dass das Bremsventil
27 betätigt wird. Wenn das Antriebsaggregat nicht auf irgendeine Weise über den
Druckluftkreis abgeschaltet wird, ist die Abschaltung des Antriebsaggregates auch
durch ein besonderes Relais oder durch einen weiteren Kontakt des Relais 28 möglich.
Sämtliche Relais sind in Ruhestromachaltung geschaltet, so dass bei einer Spannungsstörung
der Hilfsstromquelle eine Bremsung eintritt.
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Falls das Triebfahrzeug sich nicht in Bewegung befindet, ist eine
Betätigung der Wachsamkeitstaste nicht erforderlich. Das Zeitglied 7 schaltet nach
Ablauf jedoch durch, so dass das Relais 22 zum Abfall kommt und das optische Signal
25 dauernd aufleuchtet, was aber nicht als störend aufzufassen ist. Die Relais 23
und 24 bleiben jedoch unbeeinflusst ,da die Eingänge b der Undglieder 11 und 12
keine Impulse erhalten.
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Bei einer Störung der Leitungsverbindung
zwischen dem am
Achslager
des Triebfahrzeuges angeordneten Doppelimpulsgeber 1, wae bei der immerwährenden-
schalgartigen Wechselbeanspruchung dieser Leitungsverbindung im Bereich des
| . Möglichen liega tritt folgendes ein. Sind beide Leitun- |
| gen zwischen aemplmpulsgeber 1 und den beiden Impulsfor- |
mern 2 und 3 unterbrochen, oder gelangt aus einem anderen Grunde kein Signal über
die beiden Impulsformer 2 und 3 zum Oderglied 4, so liegt am Eingang des Umkehrverstärkers
keine Spannung an, so dass an seinem Ausgang eine Gleichspannung ansteht. Diese
Gleichspannung liegt dann am Eingang des Odergliedes 15 an, so dass dieses schaltet.
Dadurch wird über die Endstufe 16 das Relais 22 ausgeschaltet, ßo dass das optische
Signal anspricht und den Bedie--nungsmann auf eine Störung hinweist. Ist nur eine
der Verbind ungsleitungen z.8. zwischen dem Doppelimpulsgeber 1 und dem Impulsformer
3 unterbrochen, so werden dem Oderglied 4 nur die Impulse der einen Hälfte.des Doppelimpulsgebers
zugeführt, so dass an seinem Ausgang keine dauernde Gleichspannung anliegt. Am Ausgang
des Umkehrverstärkers 20 liegt dann*ebenfalls eine Impulsspannung an, die den Eingang
b des Odergliedes 15 mit Impulsen beaufschlagt, wodurch über die Endstufe 16 das
Relais 22 im Rhythmus der Impulse ein- und ausgeschaltet wird, so dass das optische
Signal 25 (soweit die Impulszahl pro Zeiteinheit einen bestimmten Wert nicht überschreitet)
durch Blinken anzeigt, dass eine Störung vorliegt.