DE2500041A1 - Geraet zur sicherung gegen entgleisung von schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

• Gerät zur Sicherung gegen Entgleisung von Schienenfahrzeugen ( P 25 00 041.3 ) Abschrift der Beschreibung zu meinem Antrag auf Erteilung eines Patents vom 29.12.1974 Allgemeine Beschreibung: Die Grundlagen, die zum Entwurf dieses Gerätes zur Sicherung gegen Entgleisung von Schienenfahrzeugen durch unangepaßte Geschwindigkeit zur Krümmung des Schienenverlaufs bei berücksichtigtem Neigungswinkel des Bahnkörpers zur Horizontalen bezogen auf die Gravitationskraft geführt haben, entstammen der klassischen Physik, speziell der Statik, Kinematik, Dynamik und der Elektrotechnik.
• Doch die Aufgabe, die obenangeführtes Gerät lößt, ist von so großer Bedeutung, daß mir eine Prüfung auf Patentfähigkeit als dinglich erscheint. Durch diesen relativ preiswürdigen Lösungsvorschlag besteht die Möglichkeit, ein verhältnismäßig hohes Katastrophenrisiko, hervorgerufen durch die Möglichkeit der Entgleisung von Schienenfahrzeugen aus angeführtem Grund auszuschalten.
• Dadurch ergibt sich nicht nur ein materieller Vorteil durch die Verhütung eines Unglückes für die öffentliche Hand, es wird auch in Verbindung mit meinem Patentantrag vom 24.12.74 ( Sicherungsvorrichtung zur sicherung von Bahnübergängen ) die Bahn auf ihrem Weg zum sichersten Verkehrsmittel einen entscheidenden Schritt nach vorn bringen.
• In Anlehnung an die Tatsache, daß dieses Objekt mit Erscheinen im öffentlichen Interesse liegt, erkläe ich mich nach Patenterteilung zur Lizensbereitschaft insbesondere gegenüber der Deutschen Bundesbahn bereit.
• Das nachstehend beschriebene Gerät dient zur Sicherung aller Arten von Schienenfahrzeugen. ( Bei entsprechender Modifizierung ist eine Ausdehnung der Anwendung auf folgende Möglichkeiten denkbar: Warngerät zur Verhinderung des Kentern von Segelboten; bei der Berücksichtigung der Haftreibung von Autoreifen ist eine Anwendung im KFZ denkbar als Warngerät vor Schleudergefahr bei unangemessener Fahrweise. ) Es berücksichtigt sowohl die Kräfte, die bei einer Kurvenfahrt wirken ( senkrecht auf die Tangente zum Krümmungsradius aus dem Kreisbogen heraus ) als auch eine eventuell vorhandene Schieflage des Bahnkörpers.
• Physikalischer Hintergrund: Kraft = Masse x Beschleunigung Zentralbeschleunigung = ( Geschwindigkeit KrUmmungsradius Die Kraft wird aufgebracht durch die Masse m ( Zeiger vonP1 ) mal der Zentralbeschleunigung. Die Gegenkraft zu dieser Kraft bilden die Federkonstanten der Federn a von P . Also stellt sich durch die Bedingung Kraft = Gegenkraft e1ne Strecke abweichend zur Mittelstellung des Potis ein. Dieser Stellung proportional ist das Verhältnis' der Teilerwiderstände des Potis. Durch den konstanten eingeprägten Strom ergeben sich zwei Spannungsabfälle an beiden Teilwiderständen, deren Differenz den Differenzverstärker steuert.
• Es folgt eine Beschreibung verwendeter Spezialteile: Aufnehmer der Kraft, die durch die Zentralbeschleunigung hervorgerufen wird: siehe Bild I Erlauterung der Zeichen zum Bild I a = Federn c = Befestigung b = gewendelter Drahtwiderstand m = Masseteil Kippmomentaufnehmer siehe Bild II Erläuterung der Zeichen zum Bild II j = Stereopotentiometer e = hintere Widerstandsebene f = vordere Widerstansebene g = Gleitlager verhintert ein Biegemoment am Beh = Angeflanschtes Motor- festigungspunkt a bei gehäuse eines Außen- Beschleunigung des Fahrläufermotors zeuges.
• i = Schwermetallring auf den Rotor des Außenläufers befestigt, der unter hoher Drehzahl viel Rotationsenergie speichern kann ( Ausnutzung des Effektes der Massenträgheit ) Der Motor hat die Aufgabe, nach stillstand und Ausrichtung des Pendels auf den Erdmittelpunkt ( Senkel ) denselben durch Erreichen eines hohen Rotationsdrehmomentes ( Massenträgheit ) gegen Einschwingvorgänge durch kleinere Stöße, wie sie entstehen, wenn das Schienenfahrzeug auf Weichen oder ungenau ausgerichteten Schienenverbindungen auftrifft, zu garantieren.
• Funktionsbes chreibung: Das Kernstück des Gerätes stellt die Beschaltung des Differenzverstärkers dar ( in Bild III zeichnerisch dargestellt ).
• Der eingeprägte wechselstrom I ( Konstantstromquelle ) erzeugt über R3 , Rund R5 , R6 Spannungsabfälle, die der Stellung von P1 sowie P2 proportional sind. Das Stereopoti P2 ist so beschaltet, daß bei Mittenstellung beide Widerstände gleich sind ( lineare Widerstandsteilung erforderlich ).
• Wird das Gehäuse des Stereopotis gedreht ( Schieflage des Schienenfahrzeuges, Achse macht Schieflage ja nicht mit wegen Gravitationskraft am Pendel und hohen Drehmoment hervorgerufen durch den rotierenden Schwermetallring ). So ändern sich die Widerstände so, daß einer bestimmten Zunahme der einen Widerstandsbahn eine Abnahme der anderen Widerstandsbahn im gleichen Betrag entgegen steht. Dadurch ergibt sich eine Verschiebung des Nullpunktes von P1 relativ zu der ursprünglichen Mittelstellung von P1 Besteht nun eine Spannungsdifferenz zwischen 1 und 3, so gelangt eine entsprechend dem Verstärkungsfaktor des Differenzverstärker verstärkte Wechselspannung an den Brückengleichrichter. Die gleichgerichtete Spannung wird in einem Leie

Claims (1)

1. Betr.: P a t e n t a n s p r u c h aus P 25 00 041.3 Gegenstand : Gerät zur Sicherung gegen Entgleisung von Schienenfahrzeugen Aufgabe des Gerätes Das Gerät stellt einen relativ preiswürdigen Lösungsvorschlag dafür dar, ein verhältnismäßig hohes Katastrophenrisiko, hervorgehoben durch die Möglichkeit der Entgleisung von Schienenfahrzeugen auszuschließen.

   Das Gerät arbeitet aufbauend auf die physikalichen Größen der Gravitation, Rotation, Beschleunigung und Radialbeschleunigung, die mit den aufgezeigten Meßgrößenaufnehmern erfaßt und in einer elektrischen ( elektronischen ) Analogie ausgewertet wird und den Sicherungseinrichtungen ( Bremse ) als auslösendes ( automatisches ) Organ zur Verfügung steht.

   Patentrechtlich geschützt werden soll neben der Idee, gekennzeichnet durch obenangeführte Anwendung dieses Gerätes, als automatisches Sicherheitsorgan in Schienenfahrzeugen, nebst Vorrichtungsanordnung auch die Vorrichtungen der Aufnehmer, gekennzeichnet durch die Bilder 1 - 4 meiner Zeichnungen zu der Beschreibung, soweit auch Patentschutz dafür erlangt werden kann.

   stungsverstärker mit Schwellwertscljelter ( Einstellung abhängig von gewähltem Sicherheitspunkt, der wiederum von der Lage des Schwerpunktes sowie der Spurabstand der Antriebsräder abhängig ist ) aufbereitet. Erreicht nun die Spannung den eingestellten Wert, so wird die Bremsanlage des Fahrt zeuges in Betrieb gesetzt und die Geschwindigkeit nimmt ab.

   Dadurch bewegt sich P1 wieder in Richtung Nullpunkt, und die Bremse läßt bei Unterschreiten des Schwellwerts wieder nadel. ( So kamin man die Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeuges optimal an den Streckenverlauf der Geleise anpassen, bzw. gefährliche Streckenabschnitte geschwindigkeitsmäßig ausregeln ).

   P2 hat die Aufgabe, Neigungen ( Schieflage des Bahnkörpers) der Schienen als Neigungskonstante relativ zur Geradeausfahrt einzubringen.

   Fährt das Fahrzeug beispielsweise nach links, so entsteht ein Kippmoment nach rechts. Dazu addiert sich das Neigungskippmoment vorzeichenrichtig d.h., bei einer Neigung nach rechts kippt das Fahrzeug schneller, als bei einer Neigung nach der anderen Seite. Das Kippmoment wird hier entsprechend verringert, bzw. aufgehoben ( Steilwandfahrt ).

   Vorstehend beschriebene Schaltung ( Blockschaltbild ) siehe Bild III.

   Möglichkeit den Fehler zu beseitigen. der durch Schieflage auf den Schleifer von P1 wirkt siehe Bild IV.

   Durch einen Stabmagneten und einer sich darum befindlichen Spule, deren Durchflutung über einen Operationsverstärker mit spezieller Amplitudencharakteristik, vorgegeben durch äußere Beschaltung des Operationsverstärkers, und durch P2 ( Schieflagengeber ) gesteuert, kann man den Lagefehler, der ja durch die vorhandene Gravitation eine Verschiebung des Nullpunktes von P1 bewirkt, kompensieren.

   Zeichenerklärung zum Blockschaltbild ( Bild III ) A = Differenzverstärker G = Brückengleichrichter ( zur Betragbildung des sowohl möglichen positiven wie negativen Ausgangs vom Differenzverstärker ) LV = Leistungsverstärker Ss = Schwellwertschalter Zeichenerklärung zum Bild IV wie Bild I zusätzlich : NS = Stabmagnet Nord - Süd L = Spule