DE1530304B2

DE1530304B2 - Schaltungsanordnung fuer gleisbremsensteuerungen in ablaufanlaxgen zum bestimmen des vorhaltes

Info

Publication number: DE1530304B2
Application number: DE19651530304
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl. Ing.. 3300 Braunschweig Baumgart
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-07-12
Filing date: 1965-07-12
Publication date: 1971-06-09
Also published as: BE683854A; CH447263A; AT271562B; GB1122258A; DE1530304A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Gleisbremsensteuerungen in Ablaufanlagen zum Bestimmen des Vorhaltes, mit dem die Gleisbremse durch ein Lösekommando gelöst werden muß, damit jede ablaufende Abteilung die Bremse mit einer vorgegebenen Auslaufsollgeschwindigkeit verläßt.

In Ablaufanlagen beeinflußt man durch Gleisbremsen die Geschwindigkeit der ablaufenden Wagen und Wagengruppen, die im folgenden als Abteilung bezeichnet werden. Hierbei wird verlangt, daß jede ablaufende Abteilung die Gleisbremse mit einer ganz bestimmten vorgegebenen Geschwindigkeit verläßt. Zu diesem Zweck wird die Geschwindigkeit der Abteilung in der Bremse kontinuierlich gemessen und ein Bremsen-Lösekommando gegeben, wenn die Geschwindigkeit auf einen bestimmten Wert abgesunken ist. Zur Geschwindigkeitsmessung benutzt man Radargeräte oder auch radbetätigte Gleisschaltmittel, ζ. Β. Schienenkontakte, die in dichter Folge längs der Gleisbremse angeordnet werden. Bei einer hydraulisch betätigten Gleisbremse werden durch das Lösekommando die Ventile für die Druckflüssigkeit betätigt. Dadurch werden die Bremsbalken der Bremse auseinanderbewegt. Bei einer Wirbelstromgleisbremse bewirkt das Lösekommando die Abschaltung der Primärspannung an einem Transformator, welcher über einen Gleichrichter den Erregerstrom der Bremse liefert. In beiden Fällen vergeht eine nicht unbeträchtliche Zeit von der Abgabe des Lösekommandos bis zum gänzlichen Aufhören der Bremswirkung. Daher ist die Auslaufgeschwindigkeit der Abteilungen aus der Bremse stets niedriger als die Geschwindigkeit bei der Abgabe des Lösekommandos. Man muß daher das Lösekommando mit einem bestimmten Vorhalt abgeben, also bei einem Geschwindigkeitswert, der um einen gewissen, von der Bremsverzögerung abhängigen Betrag über der Auslaufsollgeschwindigkeit liegt.

Man hat schon versucht, zu diesem Zweck die Bremsverzögerung der Abteilungen in der Bremse kontinuierlich zu messen, indem man den Geschwindigkeitsmeßwert nach der Zeit differenziert hat. Wendet man Radargeräte zur Geschwindigkeitsmessung in der Bremse an, so entstehen bei der Bildung eines kontinuierlichen Wertes für die Bremsverzögerung Schwierigkeiten, weil die Reflexionsstelle des Radarstrahles an der Abteilung wandert. Daher läßt sich nicht immer ein kontinuierlicher Geschwindigkeitsmeßwert bestimmen. Außerdem wird bei sehr kleinen Geschwindigkeiten, wie sie vor allem in Richtungsgleisbremsen vorkommen, die Dopplerfrequenz in der Radareinrichtung sehr klein, und es ist dann sehr schwierig, die zeitliche Änderung dieser Frequenz mit einfachen Mitteln genügend genau festzustellen. Wendet man radbetätigte Gleisschaltmittel zur Geschwindigkeitsmessung an, so besteht zwar nicht die Gefahr, daß die Messung zeitweise aussetzt; jedoch müßte man aber hierbei diese Gleisschaltmittel in außerordentlich dichter Folge anbringen, wenn die Bremsverzögerung genügend genau gemessen werden soll. Eine derartige Anbringung der Gleisschaltmittel ist aber technisch kaum möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Bestimmung des Vorhaltes zu entwickeln, die genauer tind zuverlässiger arbeitet als die bekannten Einrichtungen, die außerdem möglichst einfach ist und ohne die schwierige Messung der Bremsverzögerung auskommt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Kraft, die von einer Gleisbremse auf einen Radsatz ausgeübt wird, sich unter sonst gleichen Verhältnissen von Radsatz zu Radsatz nur in geringem Maße ändert. Außerdem ist auch die Zeit, die von der Abgabe des Lösekommandos bis zum gänzlichen Aufhören der Bremswirkung vergeht, bei den Gleisbremsen praktisch konstant. Daraus folgt, daß der Energiebetrag, der einem Radsatz während der Abklingzeit der Bremswirkung entzogen wird, bestimmbar ist, wenn man die

ίο Bremskraft und die Abklingzeit kennt. Für diesen Energiebetrag gilt näherungsweise die nachstehende Gleichung, wenn man mit

m die Masse der Abteilung,

V₁ die Geschwindigkeit, bei der das Bremsen-Lösekommando gegeben wird,

V₂ den Sollwert der Auslaufgeschwindigkeit, k die mittlere Bremskraft je Achse während der Abklingzeit,

α die Achsenzahl der Abteilung und mit t die Zeit vom Lösekommando bis zum Aufhören der Bremswirkung

bezeichnet.

— m(

mit
folgt:

k-a- '-y

V₁ = V₂ + Av

kat(2v₂ + Av) v₂ ² + 2v₂A ν + (A v)²- V₂ ² = -■

Auf der linken Seite dieser Gleichung kann (A v)² und auf der rechten Seite Δ ν gegen 2v₂ vernachlässigt werden, dann folgt:

Δ ν= kat.

' Aus dieser Gleichung erkennt man, daß der Vorhalt, also der Geschwindigkeitswert A v, um den man die Auslaufsollgeschwindigkeit v₂ erhöhen muß, um denjenigen Wert der Geschwindigkeit zu erhalten, bei der das Bremsen-Lösekommando abgegeben werden

muß, sich aus dem Quotienten — ergibt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Schaltungsanordnung gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine Achszähleinrichtung, welche die jeweils in der Bremse befindliche Achsenzahl laufend feststellt, und durch eine Divisionsschaltung, welche den' Quotienten aus dieser Achsenzahl und dem Gewicht der betreffenden Abteilung bildet, sowie durch eihe Additionsschaltung, welche den Wert des Quotienten zu dem Wert der Auslaufsollgeschwindigkeit addiert.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß der Aufwand zur Bildung des Vorhaltes A ν sehr gering ist. Eine Achszähleinrichtung wird bei vielen Steuereinrichtungen für Gleisbremsen ohnehin benötigt, um die Bremse nach Durchlauf jeder Abteilung selbsttätig frei zu melden. Diese Achszähleinrichtung kann zur Bildung des Vorhaltes A ν mitbenutzt werden. Auch wird das Gewicht der Abteilungen in vielen Gleisbremsensteuerungen, z. B. schon zur Berechnung der Auslaufsollgeschwindigkeit V₂ benötigt, so daß auch eine besondere Gewichtsmeßeinrichtung nicht vorgesehen zu werden braucht. Der zusätzliche Aufwand zur Bildung des Vorhaltes A ν wird daher in vielen Fällen nur in der Divisionsschaltung bestehen.

Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Mit 1 ist ein Eisenbahngleis bezeichnet, in dem eine Gleisbremse 4 beliebiger Bauart angeordnet ist. Vor dieser Bremse befindet sich eine Gewichtsmeßeinrichtung 2, die die Achslast einer jeden Achse, z. B. aus

der Auslaufsollgeschwindigkeit v₂ addiert werden. Dies geschieht in einer Additionsschaltung 23, der über den Eingang 24 ein der Auslaufsollgeschwindigkeit entsprechender Wert zugeführt wird. Der Ausgang 25 der 5 Additionsschaltung 23 führt somit ein Signal, das der Geschwindigkeit V₁ entspricht, bei welcher das Lösekommando abgegeben werden muß. Dieses Signal wird einem Vergleicher 26 zugeführt.

Im Bereich der Bremse ist eine Geschwindigkeits-

der Schienendurchbiegung mit Hilfe von Dehnungs- io meßeinrichtung 6 beliebiger Bauart vorgesehen. Sie meßstreifen feststellt, die aber auch von irgendeiner gibt über die Leitung 27 an den Vergleicher 26 ein anderen Bauart sein kann. Die Gewichtsmeßeinrich- Signal, das der jeweiligen Geschwindigkeit ν der abtung2 gibt einen Spannungsimpuls aus, dessen Am- laufenden Abteilung entspricht. Ist der Wert dieser plitude der gemessenen Achslast proportional ist. Geschwindigkeit ν höher als derjenige, der über den Dieser Gewichtsmeßimpuls gelangt auf einen Ge- 15 Ausgang 25 zugeführt wird, so wird die Gleisbremse 4 wichtsstufengeber 7, der den der Achslast analogen über die Leitung 29 wirksam geschaltet. Sinkt die Ge-Wert in einen Digitalwert umsetzt. Im Ausführungs- schwindigkeit ν auf den Wert ab, der von dem Ausbeispiel ist angenommen, daß der Gewichtsstufen- gang 25 der Additionsschaltung 23 in den Vergleigeber 7 aus einer Anzahl von Speicherzellen besteht eher 26 eingegeben wird, so wird über die Leitung 28 und daß beim Vorhandensein eines Gewichtsmeßim- 20 das Bremsen-Lösekommando gegeben. Die Speichepulses in so viele Speicherzellen eine »!«-Information rung des Gewichtswertes ist dann nicht mehr erforder- s~\ eingeschrieben wird wie der entsprechende Digitalwert lieh und kann gelöscht werden. Dies geschieht über ^ ■-) angibt. Der Gewichtsmeßimpuls gelangt auch an eine Leitung 30 und das Differenzierglied 31.

monostabile Kippschaltung 8 und steuert diese aus In Wirbelstromgleisbremsen hängt die Bremskraft

der schraffiert dargestellten Grundstellung in die Ar- 25 besonders im Bereich kleiner Geschwindigkeiten von beitsstellung. Nach Aufhören des Gewichtsmeßim- der Geschwindigkeit ab. Dies kann in der erfindungspulses vergeht eine vorgegebene kurze Zeitdauer, bis gemäßen Schaltungsanordnung berücksichtigt werden, die monostabile Kippschaltung 8 wieder in die Grund- indem zumindest eines der in die Divisionsschaltung 21 stellung zurückkippt. Sie gibt dann über ein Differen- eingegebenen Signale von einem Schaltungsteil (nicht zierglied 9 einen Impuls auf einen Taktverteiler 10 und 30 dargestellt) beeinflußt wird, durch das der Wert der veranlaßt diesen zu einem einmaligen Umlauf. Der Auslaufsollgeschwindigkeit v₂ in die Schaltung ein-Taktverteiler fragt hierbei die Speicherzellen des Ge- gegeben wird. Im Beispiel geschieht das beispielsweise wichtsstufengebers 7 ab und löscht hierbei die »1«-In- durch die gestrichelt dargestellte Leitung 32, die den f ormationen. Beim Löschen einer jeden Speicherzelle, Eingang 24 der Additionsschaltung 23 mit dem Didie vorher ejne »!«-Information enthielt, gibt diese 35 gitalanalogumsetzer 19 verbindet. Die Einrichtung Zelle einen Impuls auf den Eingang 11 eines Gewichts- kann hierbei so getroffen werden, daß der vom Digitalspeichers 12. Dieser Vorgang vollzieht sich jeweils
beim Vorbeilaufen einer Achse an der Gewichtsmeßeinrichtung 2, so daß nach Durchlauf aller Achsen
einer Abteilung in dem Gewichtsspeicher 12 das Ge- 40
samtgewicht der Abteilung in digitaler Form gespeichert ist. An den Gewichtsspeicher 12 ist ein Digital-.-. analogumsetzer 13 angeschlossen, der ein dem Gesamt-
\J gewicht der Abteilung entsprechendes Signal dem Eingang 14 einer Divisionsschaltung 21 zuführt. Dieses 45 einläuft. Wählt man den Abstand kurzer, so wird zwar Signal entspricht dem Nenner des zu bildenden Quo- zunächst in die Divisionsschaltung 21 ein zu kleines

Gewicht eingegeben und dadurch ein zu großer Vorhalt A ν ermittelt. Das spielt aber praktisch keine Rolle,

Kurz vor der Gleisbremse 4 befindet sich ein Schie- weil die Geschwindigkeit der Abteilungen beim Eintritt nenkontakt 3, der beim Durchlauf jeder Achse einen 50 in die Gleisbremse noch erheblich über dem Wert Zählimpuls auf den Einzähleingang 15 eines Achs- liegt, bei dem das Lösekommando abgegeben werden Zählers 16 gibt. Jede aus der Bremse auslaufende Achse muß. Es genügt, den Abstand zwischen Gewichtsmeßbetätigt den Schienenkontakt 5, der an den Auszähl- einrichtung 2 und der Gleisbremse 4 so groß zu eingang 17 des Achszählers 16 angeschlossen ist. Der wählen, daß die letzte Achse der längsten in der Achszähler 16 gibt somit stets die Zahl der in der 55 Bremse zu verzögernden Abteilung die Gewichtsmeß-Bremse befindlichen Achsen der betreffenden Ab- einrichtung 2 verlassen hat, wenn das Lösekommando teilung an. Er ist über die Leitung 18 an einen Digital- gegeben werden muß.

analogumsetzer 19 angeschlossen, der ein der in der Ferner ist es zweckmäßig, die Schaltung so ausGleisbremse befindlichen Achsenzahl analoges Signal zubilden, daß bei Annäherung einer Abteilung zuerst auf den Eingang 20 der Divisionsschaltung 21 gibt. 60 der Gewichtswert und danach der vom Achszähler 16 Die Divisionsschaltung 21 bildet den Quotienten aus abgegebene Wert in die Divisionsschaltung 21 eindem Signal des Umsetzers 19 und dem Signal des Um- gegeben wird. Hierdurch wird verhindert, daß der

setzers 13. Die konstanten Faktoren, wie Lösezeit der _XT , ,.,, , ,-»,.·,. ^a χτ n · * a

■γ, „ j uu η ι t, · a 1 -·ι j Nenner des zu bildenden Quotienten — Null ist und

Bremse und mittlere Bremskraft je Achse wahrend ^ m

dieser Lösezeit, werden in der Divisionsschaltung 21 65 die Divisionsschaltung 21 einen viel zu großen Wert berücksichtigt. Diese gibt über die Leitung 22 somit für den Vorhalt Δ ν ausgibt. Dies könnte unter Umeinen Wert aus, der, wie oben dargelegt, dem Vorhalt ständen zu einer vorzeitigen Lösung der Bremse führen. Δ ν entspricht. Dieser Wert muß nun zu dem Wert Im Ausführungsbeispiel ist die Divisionsschaltung 21

analogumsetzer 19 an die Divisionsschaltung 21 abgegebene Wert mit wachsender Auslaufsollgeschwindigkeit V₂ erhöht wird.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Gewichtsmeßeinrichtung 2 so weit vor der Gleisbremse 4 anzuordnen, daß die letzte Achse der längsten Abteilung die Gewichtsmeßeinrichtung 2 bereits verlassen hat, wenn die erste Achse dieser Abteilung in die Bremse

tienten —.
m

als analog arbeitende Schaltung ausgebildet. Statt dessen kann auch eine digital arbeitende Schaltung verwendet werden. Dann fallen die Digitalanalogumsetzer 13 und 19 fort. In diesem Falle kann auch die Additionsschaltung 23 digital arbeiten. Dann muß jedoch der Wert für die Auslaufsollgeschwindigkeit in digitaler Form zur Verfügung stehen. Auch der Vergleicher 26 kann so aufgebaut sein, daß er digitale Werte verarbeitet. Voraussetzung hierfür ist, daß man hinter die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 6, die den Geschwindigkeitsmeßwert in der Regel in analoger Form ausgibt, einen Analogdigitalumsetzer schaltet.

Es kann aber auch zweckmäßig sein, den analog vorhandenen Meßwert für die Achslast in analoger Form zu speichern bzw. zu den schon vorhandenen Meßwerten zu addieren. In diesem Fall fällt der Digitalanalogumsetzer 13 fort.

In manchen Ablaufanlagen wird das Gewicht einer Abteilung bereits vor oder kurz nach dem Verlassen des Ablaufberges festgestellt und in einen Zentral-Speicher des Ablaufstellwerkes eingegeben. Diesem Speicher wird der Wert dann entnommen, wenn die betreffende Abteilung sich einer Gleisbremse nähert und der Wert dort zur Berechnung der Auslaufsollgeschwindigkeit benötigt wird. In solchen Anlagen können die Gewichtsmeßeinrichtung 2, der Gewichtsstufengeber 7 mit Zubehör und der Gewichtsspeicher 12 fortfallen. Der Gewichtswert kann direkt in den Digitalanalogumsetzer 13 eingegeben werden. Dies kann z. B. zu dem Zeitpunkt erfolgen, bei dem der Wert zur Berechnung der Auslaufsollgeschwindigkeit V₂ von der Bremsensteuerung benötigt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Gleisbremsensteuerungen in Ablaufanlagen zum Bestimmen des Vorhaltes, mit dem die Gleisbremse durch ein Lösekommando gelöst werden muß, damit jede ablaufende Abteilung die Bremse mit einer vorgegebenen Auslauf Sollgeschwindigkeit verläßt, g ekennzeichnet durch eine Achszähleinrichtung (3,5,16), welche die jeweils in der Bremse (4) befindliche Achsenzahl laufend feststellt, und durch eine Divisionsschaltung (21),

welche den Quotienten— aus dieser Achsenzahl

und dem Gewicht der betreffenden Abteilung bildet, sowie durch eine Additionsschaltung (23),

welche den Wert des Quotienten — zu dem Wert

der Auslaufsollgeschwindigkeit (v₂) addiert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Bremse eine an sich bekannte Gewichtsmeßeinrichtung (2) angeordnet ist, welche die Achslast der einzelnen Achsen einer Abteilung mißt und den Meßwert an einen Gewichtsspeicher (12) weitergibt, der die Achslasten der Achsen der Abteilung summiert.

3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Gewichtsspeicher (12) eine Rückstelleinrichtung vorgesehen ist, die bei jedem Lösekommando den im Gewichtsspeicher (12) gespeicherten Meßwert löscht.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Schaltung, daß zum Bestimmen des Vorhaltes (Δ v) für eine Abteilung zuerst der Gewichtswert, danach die Achsenzahl in die Divisionsschaltung (21) zuführbar ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand von der Gewichtsmeßeinrichtung (2) bis zur Gleisbremse (4) mindestens so groß gewählt ist, daß die letzte Achse der längsten in der Bremse zu verzögernden Abteilung die Gewichtsmeßeinrichtung (2) verlassen hat, wenn das Lösekommando gegeben werden muß.

'

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der in die Divisionsschaltung (21) eingegebenen Werte von einem Schaltungsteil beeinflußbar ist, durch das der Wert der Auslaufsollgeschwindigkeit in die Schaltung eingegeben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen