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Blockierschutzvorrichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Blockierschutzvorrichtung, insbesondere
für Schienenfahrzeuge mit einer V-Auslösung, wobei ein die Fahrzeuggeschwindigkeit
nachbildendes Bezugssignal durch einen ersten Entladeschaltkreis und ein die Radumdrehungsgeschwindigkeit
nachbildendes Signal von einem zweiten Entladeschaltkreis mit steiler Entladekennlinie
erzeugt wird und wobei die beiden Signale in einem Vergleicher zur Bildung des EV-Signales
verglichen werden.
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Derartige Blockierschutzvorrichtungen sind allgemein bekannt.
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Nachteilig an diesen Vorrichtungen mit AV-Auslösung ist die Tatsache,
daß sie auf das dynamische Verhalten des überwachten Rades nicht ansprechen und
somit eine Blockierschutzauslösung erst dann erfolgt, wenn die Differenz zwischen
der nachgebildeten Fahrzeuggeschwindigkeit und der tatsächlichen Radgeschwindigkeit
einen vorgegebenen Grenzwert überschritten hat.
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Zur Beseitigung dieses Nachteiles ist es bekannt, eine sog.
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-b -Auslösung vorzunehmen, bei der eine Blockierschutzauslösung erfolgt,
wenn die Verzögerung des überwachten Rades und damit die zeitliche Ableitung der
überwachten Radumdrehungsgeschwindigkeit einen vorgegebenen Grenzwert erreicht hat.
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Weiterhin ist es bekannt, eine kombinierte V- und -b -Auslösung vorzusehen.
Derartige Blockierschutzvorrichtungen sind jedoch verhältnismäßig aufwendig, da
ein eigener Kreis zur Bildung des -b -Signales vorgesehen werden muß.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Blockierschutzvorrichtung
der oben angegebenen Art dahingehend zu-verbessern, daß bei minimalem zusätzlichen
Aufwand das dynamische Verhalten der Blockierschutzvorrichtung verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelost, daß zwischen dem Ausgang des ersten
Entladeschaltkreises und dem mit diesem verbundenen Eingang des Vergleichers ein
Element mit dynamischer Übertragungsfunktion vorgesehen ist.
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Vorzugsweise enthält diese dynamische Übertragungsfunktion einen Proportionalanteil
und einen Differentialanteil.
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In besonders einfacher Weise wird das Element mit dynamischer Übertragungsfunktion
aus einer Parallelschaltung eines ersten Widerstandes mit einer Serienschaltung
aus einem zweiten Widerstand und einem Kondensator aufgebaut.
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Somit wird der reinen AV-Auswertung ein dynamischer Anteil überlagert,
wobei gleichzeitig bei einer geringen Anzahl von verwendeten Bauteilen eine hohe
Betriebssicherheit und damit Zuverlässigkeit
erreicht wird, und
die Nachteile einer reinen A V-Auslösung beseitigt werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert.
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Es zeigt: Figur 1 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Blockierschutzvorrichtung
und Figur 2 ein detailliertes Schaltbild der Blockierschutzvorrichtung von Fig.
1.
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Die in Fig. 1 dargestellte Blockierschutzvorrichtung enthält einen
Kondensator 1, der über eine Konstantstromquelle 2 entladen wird, wobei das Entladesignal
des Kondensators 1 einem ersten Eingang 4 eines Verstärkers 3 zugeführt wird. Der
Ausgang des Verstärkers 3 führt das der Fahrzeuggeschwindigkeit nachgebildete Bezugssignal
V das an einen zweiten Eingang 5 des Verstärkers 3 rückgekoppelt und über einen
Widerstand 7 einem ersten Eingang 9 eines Differenzverstärkers 8 zugeführt wird.
Der Kondensator 1 wird über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 6 von einem
ein die Radumdrehungsgeschwindigkeit
darstellenden Signal UE aufgeladen.
Eine Entladung des Kondensators 1 in Richtung zu dem Radgenerator hin wird durch
die Diode 6 verhindert.
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Das Signal UE wird einem die Radumdrehungsgeschwindigkeit VR nachbildenden
Entladeschaltkreis zugeführt, der aus einem Kondensator 11, einer Konstantstromquelle
12 und einem Verstärker 13 besteht und in gleicher Weise aufgebaut ist wie der oben
beschriebene (erste)Entladeschaltkreis. Auch hier ist eine Diode 16 vorgesehen,
die eine Entladung des Kondensators 11 in "falscher" Richtung verhindert. Der Ausgang
des Verstärkers 13, der das Signal VR fuhrt, ist über einen Widerstand 17 mit einem
zweiten Eingang 10 des Differenzverstärkers 8 verbunden. Parallel zu diesem Widerstand
17 liegt eine Serienschaltung aus einem Kondensator 18 und einem Widerstand 19 .
Am Ausgang des Differenzverstärkers 8 liegt das V-Signal, das in bekannter Weise
dann mit einem weiteren Bezugswert verglichen wird, zur Betätigung des Bremsventiles
des überwachten Rades.
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Die grundsätzliche Wirkungsweise eines Schaltkreises mit 2V-Auslösung
und zwei Entladeschaltkreisen ist allgemein bekannt und braucht nicht ausführlicher
erläutert zu werden. Während des normalen Fahrbetriebes des Fahrzeuges sind die
Signale beider Entladungsschaltkreise 1 bis 5 bzw. 11 bis 15 gleich groß, auch so
daß deren Differenz zu Null wird und damit/das Ausgangssignal
iXV
des Differenzverstärkers 8. Tritt nun ein Blockieren des überwachten Rades auf,
so werden die Kondensatoren 1 und 11 in bekannter Weise entladen. Je nach Änderungsgeschwindigkeit
des Signales VR wirkt nun das Element mit dynamischer Übertragungsfunktion. Bei
verhältnismäßig geringfügiger Änderung des Signales VR fließt der überwiegende Strom
durch den Widerstand 17, während der Zweig aus dem Kondensator 18 und dem Widerstand
19 weitgehend gesperrt ist. Ist dagegen die Änderungsgeschwindigkeit des Signales
VR verhältnismäßig groß, so ist der Kondensator 18 entsprechend durchlässig, so
daß durch den Zweig 18 und 19 ein Strom fließen kann, der in etwa der Änderungsgeschwindigkeit
des Signales VR proportional ist. An dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände
17 und 19 werden diese Ströme addiert, so daß das Eingangssignal an dem Eingang
10 des Differenzverstärkers 8 einen statischen, d.h. proportionalen und einen dynamischen
Anteil enthält.
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Bei relativ langsamem Einbrechen des überwachten Rades wirkt die erfindungsgemäße
Blockierschutzvorrichtung praktisch mit einer reinen EV-Auslösung. Bei schnellerem
Einbrechen des überwachten Rades wird über den Kreis 18 und 19 ein dynamischer Anteil
hinzugefügt, so daß eine Blockierschutzauslösung bereits dann erfolgt, wenn die
Differenz zwischen den Signalen V Z und VR den vorgegebenen Schwellwert noch nicht
erreicht hat, da das
Signal an dem Eingang 10 des Differenzverstärkers
8 um den dynamischen Anteil vergrößert wurde.
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Figur 2 zeigt ein detailliertes Schaltbild der Blockierschutzvorrichtung
von Fig. 1. Gleiche Teile sind hierbei entsprechend Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Die Stromquellen 2 bzw. 12 der Fig. 1 bestehen in bekannter Weise aus
einem Transistor 20 bzw. 20', dessen Kollektor mit den Kondensatoren 1 bzw. 11 und
den nicht-invertierenden Eingängen 4 bzw. 14 der Verstärker 3 bzw. 13 verbunden
sind. Die Emitter der Transistoren 20 bzw. 20' sind über einen einstellbaren Widerstand
21 bzw. 21' mit Masse verbunden. Zur Einstellung der Entladesteilheit ist die Basis
der Transistoren mit einer vorbestimmten Spannung vorgespannt, die von einer Serienschaltung
aus zwei Widerständen 22 und 23 bzw. 22' und 23' und einer Diode 24 bzw. 24' abgegriffen
wird. Diese Serienschaltung liegt zwischen einer Spannungsquelle und Masse. Der
weitere Aufbau der Entladungsschaltkreise entspricht dem der Fig. 1.
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Der Differenzverstärker 8 ist über eine Parallelschaltung aus einem
Widerstand 25 und einem Kondensator 26 rückgekoppelt.
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Der Ausgang des Differenzverstärkers 8 ist über einen Widerstand 27
mit einem Eingang eines Komparators 28 verbunden. Dieser Eingang ist über einen
Widerstand 29 mit dem Ausgang des Komparators 28 verbunden. Der zweite Eingang des
Komparators 28 ist über eine Serienschaltung aus zwei Widerständen 30 und
31,
die zwischen einer Spannungsquelle und Masse liegen, vorgespannt, wodurch der feste
Bezugswert für die AV-Auslosung vorgegeben wird. Über einen Widerstand 32 ist der
Komparator 28 ausgangsseitig mit einem Treibertransistor 33 für eine Magnetspule
34 des Gleitschutzventiles in bekannter Weise verbunden.
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Der Bezugswert für den Komparator 28 wird durch das Ausgangssignal
des Verstärkers 13 modifiziert, indem der Ausgang des Verstärkers 13 über einen
Widerstand 35 mit dem entsprechenden Eingang des Komparators 28 verbunden ist.
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Durch diese Modifizierung des Bezugswertes durch die nachgebildete
Fahrzeuggeschwindigkeit wird die Ansprechschwelle der Blockierschutzvorrichtung
geschwindigkeitsabhängig, so daß die Blockierschutzvorrichtung bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten
unempfindlicher arbeitet als bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten. Hierdurch
wird ein präziseres Ansprechen in dem interessierenden Geschwindigkeitsbereich erreicht.
Eingangsseitig weist die in Fig. 2 dargestellte Blockierschutzvorrichtung eine bekannte
Gleichrichterschaltung 37 auf, die eingangsseitig mit dem das Rad überwachenden
Generator und ausgangsseitig mit einem einstellbaren Spannungsteiler 38 und 39 verbunden
ist, dessen Abgriff mit den Eingängen der Dioden 6 und 16 verbunden ist. Parallel
zu dem einstellbaren Widerstand 39 des Spannungsteilers liegt eine Zehnerdiode 40
als Schutz gegen Überspannungen.
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Zu Testzwecken der Blockierschutzvorrichtung kann der Eingang
des
Gleichrichters 37 über einen Widerstand 41 mit einer Spannungsquelle verbunden werden,
wodurch ein Ansprechen des Ausgangsrelais 34 erreicht wird.
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Abschließend sei noch bemerkt, daß das dynamische Verhalten des Entladeschaltkreises
für die Radgeschwindigkeit durch die Größe des Kondensators 18 und des Widerstandes
19 eingestellt werden kann.
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