DE1438812A1

DE1438812A1 - Bremseinrichtung fuer Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE1438812A1
Application number: DE19651438812
Authority: DE
Inventors: Assmus Dipl-Ing Alfred; Gierth Dipl-Ing Erhard; Loeblein Dipl-Ing Friedrich; Scholtis Dipl-Ing Gerhard; Nebelung Dipl-Ing Hans-Rudolf; Reichel Dipl-Ing Joachim; Heinz Mersmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-04-15
Filing date: 1965-04-15
Publication date: 1969-02-20

Description

SIEMENS-SCHUCKERTWERKE Aktiengesellschaft

„ U W. 1965

Erlangen, den Werner-von-Siemens-Str. 50

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Bremseinrichtung; für Schienenfahrzeuge

Zum Abbremsen von Schienenfahrzeugen mit elektrischem Antrieb ist ee bekannt, den Elektromotor als Generator zu schalten
und die kinetische Energie der bewegten Massen in Bremswideretänden zu vernichten. Man erzielt auf diese Weise eine
verschleiflarme und damit auch betriebssichere Bremse. Von
besonderer Bedeutung ist dies bei schnellfahrenden Fahrzeugen,

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da die beim Bremsen zu vernichtende Energie bekanntlieh mit dem Quadrat der Geschwindigkeit wächst.

Die bekanntgewordenen Bremseinriehturigen mit generatorischen und mechanischen Bremsen befriedigen nicht_f da betriebsmäßig eine verschleißarme, d.h. generatorische Bremse nicht in dem erforderlichen Umfang erreicht wurde und durch den, unerwünscht hohen Gebrauch der mechanischen Bremse deren Hauptfunktion als Not- und Sicherhei tsbrem-se beeinträchtigt wurde. So sind beim Abbremsen aus Geschwindigkeiten um 200 km/h die Bremsbacken der mechanischen Bremse bereits nach wenigen VoIloremsungen unbrauchbar.

Der neuen Bremseinrichtung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Einrichtungen durch vorrangigen Einsatz der generatorischen Bremse gegenüber der mechanischen Bremse zn beseitigen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die mechanische Bremse in Abhängigkeit von Überwachungsgliedern der generatorischen Bremse steht und Mittel zur selbsttätigen Einschaltung der mechanischen Bremse bei einem Zurückbleiben der von der generatorischen Bremse gegenüber einem Bremssollwert aufge-· brachten Bremskraft (Istwert) vorgesehen sind.

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Zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise der Bremseinrichtung wird auf die Zeichnung verwiesen, die ein schematisches Wirkschaltbild der neuen Einrichtung zeigt.

Der Bremssollwert wird der Bremseinrichtung über einen Sollwertgeber 24 am Führerstand des Fahrzeuges vorgegeben und gelangt zu dem Regel verstärker 1 für die Erregung des Fahrmotors 5 und gleichzeitig zum Verstärker 18 der mechanischen Bremse. Zur Erzielung eines stoßfreien Einsatzes der mechanischen Bremse 20, 21, 22 1st deren vorzugsweise elektriscn arbeitender Verstärker 18 in seiner Verstärkercharakteristik dem Verhalten der druckluftbetätigten mechanischen Bremse angepaßt. Zur Messung des Erregerstromes für die Erregerwicklung 4 des Fahrmotors 5 dient ein Gleichstrommeßglied 2. Der generatorische Strom des Fahrmotors 5 wird beim Bremsen über ein Gleichstronuneßglied 23 gemessen. Die Temperatur des Bremswiderstandes 6 erfaßt ein Temperaturwächter 7. Die aufgebrachte Bremskraft erfaßt ein Hallgenerator 8 in Abhängigkeit vom Erregerstrom 3 und Vom generatorischen Strom 23. Hierbei ist vorausgesetzt, daß der Fahrmotor 5 unterhalt der Sättigung betrieben wird oder der Hallgenerator der Erregerkennlinie des Fahrmotors angepaßt ist.

Solange nach Vorgabe eines Bremssollwertes üoer den Sollwertgeber 24 oder über eine automatische bzw. halbautomatische

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Fahr- und Bremssteuerung die geforderte Bremswirkung von der generatorischen Bremse (1, 4, 5, 6) aufgebracht werden kann, spricht diese allein an, während das Bremssignal für die mechanische Bremse über ein Schaltmittel 19 unterbrochen ist Dieses Schaltmittel 19 steht in Abhängigkeit von der Wirkung der elektrischen Bremse und gibt die mechanische Bremse nur dann frei, wenn die Wirkung der elektrischen Bremse - die über bekamrte Meßeinrichtungen otter gefühlsmäßig vom Fahrer erfaßbar ist - unter dem der Bremseinrichtung vorgegebenen Bremssollwert bleibt, eine Überlastung der generatorischen Bremse droht, die Gleitschutzüberwachung des TriebfahrZeuges angesprochen hat oder aus ähnlichen Gründen. Das Schaltmittel 19 schaltet die mechanische Bremse (20, 21, 22) z.B. dann ein, wenn die vom GleichstiroTnmeßg]led 2 gelieferte Größe einen im Grenzwertffleld-er 11 eingestellten Wert des Erregersträges üb:er schrei-fcet., wodurch ein Oder-Gatter 1? anspricht und das Steuersignal für das Schaltmit^el 19 liefert. · '

Wenn tier /genexatxxr-ische Strom rim Sstoroffikrels stes -3?ahrittotors 5 unzulässig hohe Werte annimmt, spricht das Schaltmittel 19 über den ^GbBnzw^rtffleüÄer 15 und das Oder^Satter 17 >an.

Das Vom ^ahrffiötör 5 aufgebrachte IJremsnömsnik, äafs sich aus ä^!sm 3?rxHixifct mm geneEra^orisuhea ^;Br^ceinss^TtrOm und ^;Fe.läs?6Mrtee ergäbt;, -also dem Produkt aus Mötors^troatn und

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proportional ist, wird vom Hallgenerator 8 über den Grenzwertmelder 12 ausgewertet. Der Hallgenerator 8 wird über die im Erregerstromkreis liegende Feldwicklung 3 erregt.

■ Pur den PaIL,' daß die generatorische Bremse nur kurzzeitig verwendet wird, ist sie entsprechend höher belastbar. Um eine Überlastung der generatorischen Bremse bei langer andauernden Bremsungen mit sehr hohem Bremsmoment zu vermeiden, wird, nach Erreichen der höchst zulässigen Temperatur des Bremswiderstandes 6 vom Temperaturwächter 7 dem Hegelverstärker 1 für die Erregung des Fahrmotors ein Signal zugeführt. Der Hegelverstärker 1 regelt unter der Wirkung dieses Signales die Bremsleistung der generatorischen Bremse auf deren-zulässige Dauerleistung herab. Ein Absinken der insgesamt von der Bremseinrichtung aufgebrachten Bremskraft wird dadurch verhindert, daß das über den Temperaturwächter gebildete Belastungssignal für die generatorische Bremse über den einen Eingang eines Und-Gatters 27 dem Oder-Gatter 17 zugeführt wird. Der andere Eingang des Und-Gatters 27 steht über einen auf die Dauerleistung der generatorischen Bremse eingestellten Grenzwertmelder 15 mit dem Gleichstrommeßglied 23 für den generatorischen Bremsstrom in Verbindung. Das Und-Gatter 27 gibt dann ein Signal zur Auslösung der mechanischen Bremse* wenn sowohl die Grenztemperatur des Bremswiderstandes 6 als auch die Dauerleistung der generat ο riech, en Bremse ,.erreicht sind.

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Ein Und-Gatter 9 steht mit einem Eingang über eine Umkehrstufe 10 sowie einem auf die Anlaufzeit der generatorisehen Bremse (4, 5) eingestellten Verzögerungsglied 25 mit dem Bremssollwertgeber 24 und über den anderen Eingang mit dem Gleichstrommeßglied 23 für den generatorisehen Bremsstrom in Verbindung. Auf diese Weise wird das die mechanische Bremse auslösende Oder-Gatter 17 auch dann angesteuert, wenn beim Anstehen eines Sollwertes am Hegelverstärker 1 im generatorisehen Bremsstromkreis nach Ablauf der am Verzögerungsglied 25 eingestellten Anlaufzeit der generatorisehen Bremse kein Strom auftritt, d.h. die generatorisehe Bremse nicht-anspricht.

Bei Triebfahrzeugen mit generatorischer Bremse wird, um ein Überbremsen, d.h. Gleiten, der gebremsten Achsen zu verhindern, über Grenzwertmelder 14 und Schaltmittel 20 die Steuerung der Druckluftbremse 21 für das oder die generatorisch bremsenden Triebfahrzeuge so beeinflußt, daß die mechanische Bremse nur geschwächt oder gar nicht zum Einsatz kommt, solange ein Mindestwert des generatorisehen Bremsstromes nicht unterschritten ist.

Bei Zügen mit generatorischer Bremse wirkt diese nur auf die Achsen der Triebfahrzeuge, während die Wagen über die Druckluftventile (22) der mechanischen Bremse gebremst werden. Tritt während des Bremsvorganges mit der generatorisehen

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Bremse ein Gleiten von (generatorisch gebremsten) Triebfahrzeugachsen auf, so wird - bis zum Wiederfangen der gleitenden Achsen - die generatorische Bremse in ihrer Wirksamkeit reduziert. Eine Gleitmeldeeinrichtung 16, die über das Oder-Gatter 17 ein Signal gibt, schaltet die mechanische Bremse der Wagen zur Unterstützung der jetzt reduzierten generatorischen Bremse ein.

Zur Erhöhung der Stabilität der Hegelkreise innerhalb der Bremseinrichtung ist eine Wirkverbindung vom Ausgang des Schaltmittels 19 für die mechanische Bremse zum Regelverstärker 1 für die Erregung der generator!sehen Bremse vorgesehen. Hierdurch wird nach dem Einsatz der mechanischen Bremse ein Befehl zur Vollaussteuerung der generator!sehen Bremse (5) auf den Regelverstärker 1 gegeben, wodurch die Vorrangigkeit der generatorischen Bremse gegenüber der mechanischen Bremse sichergestellt ist und Pendelungen

zwischen den tfeiden Bremssystemen vermieden werden. ^

Die zur .Erregung des Fahrmotors 5 erforderliche Erregerleistung wird ±n an sich bekannter Weise dem Ankerstromkreis des Fahrmotors 5 entnommen und dem Erreg«rstrOmkreis -.über geeignete Gleichstromwandler zugeführt.

Die beabsichtigte Wirkung xter generatorisehen Bremse wird bei Fahrzeugen mit Geschwindigkeiten bis 200 km/h in der

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Regel schon-dadurch erreicht, daß nur innerhalb eines Geschwindigkeitsbereiches von 50 bis 200 km/h vorrangig generatorisch gebremst wird. Eine generatorische Abbremsung bei Geschwindigkeiten unter 50 km/h bringt keine wesentlichen Vorteile, da dann die noch abzubremsende kinetische Energie des Fahrzeuges schon sehr gering ist und zudem ein besonderer Aufwand zur Erzielung noch ausreichender generatorischer Bremsmomente erforderlich wäre. Bei Unterschreiten einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit von z.B. 60 km/h wird deshalb über Geschwindigkeitswächter 26 die mechanische Bremse eingeschaltet und die Wirkung der generatorischen Bremse kontinuierlich auf Null herabgeregeit.

8 Patentansprüche
1 Figur

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Claims

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1. Bremseinrichtung für Schienenfahrzeuge, insbesondere für schnei!fahrende Schienenfahrzeuge mit generatorischer und mechanischer Bremse, bei der die generatorische Bremse vorrangig vor der mechanischen Bremse zum Einsatz kommt, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Bremse in Abhängigkeit von Überwachungsgliedern der generatorischen Bremae steht und Mittel zur selbsttätigen Einschaltung der mechanischen Bremse bei einem Zurückbleiben der von der generatorischen Bremse gegenüber einem Bremssollwert aufgebrachten Bremskraft (Istwert) vorgesehen sind.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurcn gekennzeichnet, daß die Wirkverbindung zwischen dem Verstärker für die mechanische Bremse und den Druckluftventilen abhängig ist von der Größe des generatorischen Bremsstromes, der Größe der (höchstzulässigen) elektrischen Bremskraft, der Temperatur bzw. der Belastbarkeit der Bremswiderstände und/oder der Größe des Erregerstromes.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise elektrisch arbeitende Verstärker zur Steuerung der Druckluftventile der mechanischen Bremse in seiner Verstärkercharakteristik dem Verhalten der Druckluftbremse angepaßt ist.

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4. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Verwendung in Zügen, die aus Triebfahrzeugen und Wagen ohne Eigenantrieb bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur selbsttätigen Einschaltung der Druckluftbremse der Wagen beim Gleiten der Achsen eines Triebfahrzeuges vorgesehen sind.

5. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die generatorische Bremse in Einschaltabhängigkeit von der mechanischen Bremse im Sinne einer Vollaussteuerung steht, um Pendelungen zwischen generatorischer und mechanischer Bremse zu vermeiden und die Vorrangigkeit der generatorischen Bremse gegenüber der mechanischen Bremse sicherzustellen.

6. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß ein Temperaturwächter vorgesehen ist, der bei Erreichen der höchstzulässigen Temperatur des Bremswiderstandes die Bremsleistung der generatorischen Bremse auf Dauerleistung zurückregelt.

7. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die nach generatorischer Abbremsung· des Fahrzeuges unter einen vorgegebenen Geschwindigkeitswert selbsttätig einsetzende mechanische Abbremsung bei kontinuierlicher Abschaltung der generatorischen Bremse.

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8. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Versagen der generatorischen Bremse nach Ablauf einer am Verzögerungsglied eingestellten Anlaufzeit für die Erregung der generatorischen Bremse die mechanische Bremse betätigt wird.

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