DE2659845C3

DE2659845C3 - Hydrodynamische Bremse für ein elektrisch angetriebenes Höchstgeschwindigkeits-Fahrzeug

Info

Publication number: DE2659845C3
Application number: DE19762659845
Authority: DE
Inventors: Helmut 7920 Heidenheim Mueller
Original assignee: Voith Getriebe KG
Current assignee: Voith Getriebe KG
Priority date: 1976-04-24
Filing date: 1976-04-24
Publication date: 1980-01-31
Also published as: DE2659845B2; DE2659845A1

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Bremse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bekannte hydrodynamische Bremse (DF-C)S 24 08 87b) derart zu gestalten, daß sie in einem Höchstgeschwindigkeits-Fahrzeug in jedem Falle, insbesondere jedoch in Notfällen als einzige dynamische Bremse einsetzbar ist. Das bedeutet, die hydrodynamische Bremse soll dem bei Höchstgeschwindigkeits-Fahrzeugen notwendigen Sicherheitsbedürfnis Rechnung tragen, so daß neben der hydrodynamischen Bremse keine weitere dynamische Bremse erforderlich ist. Fs soll also im Falle eines elektrischen Schicnentriebfahrzeugs auf das generator! sehe Bremsen mit Hilfe des elektrischen Antriebsmotor verzichtet werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch I angegebene hydrodynamische Bremse gelöst.

Die erfindungsgemäßc hydrodynamische Bremse kann in rein elektrischen Schienenfahrzeugen angewendet werden, also in solchen mit einer rein mechanischen Kraftübertragung zwischen Elektromotor und Treib* achse. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Anwendung der erfindtingsgemäßen hydrodynamischen Bremse iri elektrischen Schienenlriebfahrz.eügen mit hydfodynä* misch^mechanischer Kraftübertragung, es

Gegen die Verwendung der erfindiingsgcmaOen hydrodynamischen Bfemsc in eleklrischöfi Schienen^ irrebfahrzetigen könnte zwar eingewendet werden, das bekannte generatorische Bremsen biete immer noch eine höhere Sicherheit als das Bremsen mit einer hydrodynamischen Bremse. Es könnte nämlich entgegengehalten werden, daß in einer rein elektrischen Lokomotive aufgrund der bekannten Anordnung der Elektromotoren im Drehgestell (ETR, 1975, Seite 251) in unmittelbarer Nähe der Treibachsen die Kraftübertragung einfacher sei, weil dort lediglich ein einfaches Stirnradgetriebe zwischen Elektromotor und Treibachse erforderlich sei, wogegen bei Verwendung einer hydrodynamischen Bremse in der Regel zusätzlich noch Gelenkwellen erforderlich seien. Ein solcher Einwand ist aber zumindest dann nicht gerechtfertigt, wenn es sich um ein Höchstgeschwindigkeits-Fahrzeug handelt, für das die erfindungsgemäße hydrodynamische Bremse vorzugsweise bestimmt ist. Bei einem solchen Fahrzeug muß nicht nur eine geringe nominelle Achslast, sondern auch — aus fahrdynamischen Gründen — eine möglichst kleine Drehgestell-Masse angestrebt werden. Deshalb müßte — auch bei rein mechanischer Kraftübertragung — die Anurdnung in jedem Falle so getroffen werden, daß die Elektromotoren im Fahrzeugkasten ruhen und über Gelenkwellen mit den Triebachsen verbunden sind. Mit einer solchen Anordnung würde dann aber beim generatorischen Bremsen keine höhere Sicherheit erzielt werden als mit einer erfindungsgemäßen hydrodynamischen Bremse; dies selbst dann, wenn die hydrodynamische Bremse im Fahrzeugkasten und nicht im Drehgestell angeordnet wird. Fs muß nämlich berücksichtigt werden, daß die mechanischen Bauteile der hydrodynamischen Bremse mit der gleichen Sicherheit gegen Bruch dimensioniert werden können wie die Räder. Achsen und Achsgetriebe der Lokomotiven.

Aus der Zeitschrift »Fisenbahntechmsche Praxis. 19bJ. Heft 5, Seiten 4-ID« ist eine mechanische Bremsanlage mit Druckluftsieuerung bekannt, worin neben einem Führerbremsventil ein Nolbremsvcntil vorgesehen ist. Mit Hilfe d>:s let/.r^rcn kann — im I alle des Versagens des Führerbremsventils — eine Zwangsbremsung ausgelöst werden, indem dort einfach die Haupilufileitung vollständig entlüftet wird, d. h. es werden mit Hilfe von zwei unterschiedlichen Ausloseeinrichtungen die gleichen Steuerventile betätigt.

Soll nun bt einer hydrodynamischen Bremse in ähnlicher Weise zur Frhöhung ihrer Funktionssicherhcit eine Möglichkeit für /wangsbremsungen vorgesehen werden, so steht dem entgegen, daß die Bremswirkung einer hydrodynamischen Bremse in starkem Maße von ihrer Rohrdrehzahl, also der Fahrgeschwindigkeit, und von ihrem Füllungsgrad abhängt Wurde eine hydrodynamische Bremse hei hoher Fahrgeschwindigkeit einfach voll beaufschlagt, so wurde ein viel zu hohes Bremsmoment erzeugt werden, und es bestünde die Gefahr des Versagens mechanist her Bauteile. Ks schien daher zunächst erforderlich, die Steuerungseinrichtiin gen. insbesondere das Fiillungssteuervenlil. in mehrfa eher Anzahl vorzusehen fs wurde iccloch erkannt, daß ein solih hoher Aufwand nicht erforderlich ist. Bei einer Zwangsbremsung kann namheh da«, von der hydrodyna mischen Bremse crzeiigle Ufcmsffiomehl durch ein ohnehin Vorhandenes und; als SJehöfhcilsvenlÜ dienen· des Überströmventil begrenzt wafden.

Bei der erfindurrgsgemäßeh Lösung nach Anspruch I sind lediglich zusätzliche Stcllcihrichiuiigeh vorgesehen, die im Falle einer Störung, i, IL bei cilidfH Klemmen des FüllungsslcuervcntÜs oder des Einschaitvcntiis, auf ein Notsignal das betreffende Ventil, gewissermaßen

gewaltsam, in die Stellung for den maximalen Füllungsgrad verstellen. Das Überströmventil sorgt dann dafür, daß der tatsächliche Füllungsgrad der hydrodynamischen Bremse auf das jeweils zulässige Maß begrenzt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung nach Anspruch 2 ist lediglich ein einziges zusätzliches Einschaltventil vorgesehen, das sowohl bei einem Ausfall des Einschaltvcuils als auch bei einem Ausfall des Füllungssteuerventils eine diese Ventile umgehende Fülleitung öffnet, um hierdurch wiederum die hydrodynamische Bremse zu füllen. Auch in diesem Falle wird der tatsächliche Füllungsgrad der hydrodynamischen Bremse durch das Überströmventil begrenzt.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Schema einer Steuerung für die hydrodynamische Bremse

Fig. 2 ein gegenüber \ ig 1 abgewandeltes Schema einer Bremssteucrung.

Eine über eine Welle 27 angeschlossen- hydrodynamische Bremse 28 kann Teil eines in der Zeichnung nicht dargestellten hydrodynamischen Getriebes sein, das in der Stammanmeldung (DEOS 26 18 07J) beschrieben ist.

Die in Kig. I dargestellte Steuereinrichtung für die hydrodynamische Bremse 28 ist ahnlich wie diejenige gemäß DFOS 24 08 87b ausgebildet. Ein Kühlkreislauf für die Arbeitsflüssigkeit der Bremse umfaßt eine Auslaßleitung 50. ein Einschaltventil 51. eine Leitung 52. einen Kühler 53. eine Leitung 54 und eine Einlaßleitung 55

Das 1 inschallventil 51 hat zwei Stellungen, nämlich eine durch Federkraft bewirkte »Aus«-Stellung, die in j5 der Zeichnung dargestellt ist. und eine »Ein«-Stellung. Das Umsteuern des Ventils 51 in die »Ein«-Ste!Iung erfolgt auf einen Bremsbefehl. /. B. durch Druckluft (Steuerleitung 61). In der »Aus«-Stcllung ist die Auslaßlt.tung 50 mit einem Flüssigkeitsbehälter (Sumpf 49) verbunden; hierbei ist die Verbindung /wischen den Leitungen 54 und 55 unterbrochen. Ferner ist hierbei die gemeinsame Druckleitung 56 einer von der Eingangswelle des Getriebes angetriebenen Füllpumpe 57 und einer von der Ausgangswelle des Getriebes angetriebe *·> nen weiteren Füllpumpe 57a mit der /um Kühler führenden Leitung 52 verbunden. Somit kann die Füllpiimpe 57 bei ausgeschalteter Bremse über eine an die Leitung 54 angeschlossene Abzweigleitung 58 den Wandler oder die Kupplung des hydrodynamischen so Getriebes mit gekühlter Arbeitsflüssigkeit versorgen. In der »f'in«Stellung isi der Kühlkreislauf 50 bis 55 geschlossen, d. h. die Arbeitflüssigkeit kreist standig von der Bremse 28 /um Kühler 53 und wieder zurück. Ferner ist die Druckleitung 56 der Füllpumpcn 57 und 57a mit ^s einer f Ölleitung 62a, 626 verbunden. Die let/lere ist an die Einlaßleitung 55 angeschlossen oder direkt in den Arbeitsraum der Bremse 28 hineingeführt. An die Auslaßleitung 50 ist eine Enileerleitung 63a, 636 angeschlossen, die ebenfalls in den Sumpf 49 einmündet.

Die Fülleitung 62a, 626 .ind die Entleerleitung 62a, 63b sind beide durch ein Regelventil 69 hindurchgeführt, mit dem der Füllungsgrad im Arbeitsraum der Bremse 28 und damit das von der Bremse erzeugte Bremsmoment geregelt werden kann. Der in der Zeichnung symbolisch dargestellte Regelkolben 64 des Regelventils 60 wird im Ruhezustand durch eine Feder 65 in die dargestellte Endlage gedrückt. Hierbei ist der zur Fülleitung 62a, 626 gehörende Ventilquerschnitt voll geöffnet und der zur Entleerleitung 63a, 636 gehörende Ventilquerschnitt geschlossen. Die von der Feder 65 beaufschlagte Stirnfläche des Regelkolbens 64 ist auch über eine Steuerleitung 66 durch einen willkürlich veränderbaren Steuerluftdruck (Soliwert) beaufschlagbar. Ferner ist die gegenüberliegende Stirnfläche des Regelkolbens 64 über eine Meßleitung 67 dürr' einen Regeldruck (MeUw-en) beaufschlagbar. Zur ΒιΙΛιηξ des vorgcnann ten Regeldruckes ist an den Arbeitsraum der Bremse 28 eine Überströmleitung 70 mit zwei Drosseln 73 und 74 abgeschlossen, /wischen denen der Regeldruck abge griffen wird.

Um das von dt-r Bremse 28 erzeugte Moment auf einen bestimmten Höchstwert zu begrenzen, ist an die Aiislaüleitung 50 ein Überströmventil 71 angeschlossen.

Tür den Fall, daß das Einschalt- entil 51 oder das Regelventil 60 aus irgendeinem Grunde nicht mehr in der ordnungsgemäßen Weise die für das Einschalten der Bremse erforderlichen Stellungen einnehmen, sind die folgenden besonderen Maßnahmen vorgesehen:

ledes der beiden Ventile 51 und 60 weist einen Druckmittel-Stellzylinder 75 bzw. 76 auf. der auf ein Notsignal (Druck in einer Leitung 72) das Einschaltenlil 51 in die »F.in«-Stellung bzw. das Regelventil 60 in die Stellung für den maximalen Füllungsgrad de^r Bremse verstellt. Auf das Notsignal wird also stets das höchstmögliche, durch das Überströmventil 71 begrenze Bremsmoment eingestellt.

Eine andere Methode zum Einschalten der Bremse im Notfall. /. B. beim Klemmen eines der Ventile 51 oder 60, ist in Fig. 2 dargestellt. Hier sind zusätzliche, das Einschaltventil 51 umgehende Kühikreislaufleitungen 80, 81 und 82, 83 vorgesehen sowie eine zusätzliche, das Regelventil 60 umgehende Fülleitung 84, 85. Zusätzlich ist ferner ein weiteres Einschaltventil 86 angeordnet, das auf ein Notsignal (Druck in der Leitung 72) die füllpumpen 57 und 57a über die Leitungen 84 und 85 direkt mit dem Arbeitsraum der Bremse 28 verbindet, so daß sich die Bremse rasch füllt. Außerdem werden die Verbindungen hergestellt /wischen den Leitungen 80 und 81 sowie 82 und 83. so daß ein zusätzlicher Kühlkreislauf gebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydrodynamische Bremse für ein elektrisch angetriebenes Höchstgeschwindigkeits-Schienenfahrzeug, mit einem in einem äußeren Kühlkreislauf für die Arbeitsflüssigkeit angeordneten Einschaltventil und mit einem in einer Fülleitung angeordneten und zum Einstellen des Füllungsgrades der Bremse dienenden Füllungssteuerventil sowie mit einem den Flüssigkeitsdruck im Bremsenarbeitsraum begrenzenden Überströmventil, dadurch gekennzeichnet, daB das Einschaltventil (51) und/oder das Füllungssteuerventil (60) eine zusätzliche Stelleinrichtung (Druckmittel-Stellzylinder 75 bzw. 76, Elektromagnet od. dgl.) aufweist bzw. =5 aufweisen, die auf ein Notsignal das Einschaltventil (51) in diejenige Stellung bringt, bei der die Bremse (28) eingeschaltet ist bzw. das Füllungssteuerventil (60) in die Stellung für maximalen Füllungsgrad verstellt.

2. iiydrodynuriiiM.hc Bremse für ein elektrisch angetriebenes \ löchstgeschwindigkeits-Schienenfahrzeug. mit einem in einem äußeren Kühlkreislauf für die Arbeitsflüssigkeit angeordneten Einschaltveniil und mit einem in einer Fülleitung angeordneten und /um Einstellen des Füllungsgrades der Bremse dienenden Füllungssteuerventil sov;ie mit einem den Flüssigkeitsdruck im Bremsenarbeits raum begrenzenden Überströmventil, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche, das Einschaltventil (51) umg -hende Kühlkreislaufleitungen (80 bis 83) eine zusätzliche, das Fi'llungssteuervenlil (60) umgehende Fülleitung (84, 85) und ein weiteres Einschaltveniil (86) vorgesehen sind, das auf ein Notsignal die zusätzlichen Kühlkreislaufleitungcn *5 und die zusätzliche Fülleitung freigibt.