DE3541673A1 - In abhaengigkeit von der fahrtgeschwindigkeit ausloesende bremsausloesevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit auslösende Bremsauslösevorrichtung für insbesondere in Bergbaubetrieben verwendete Schienenfahrzeuge mit mindestens einem mit der Schiene zusammenwirkenden, an einem Fahrzeug angeordneten Abnahmerad, das einen Bremsauslöser antreibt, der bei Überschreiten der von mindestens einer vorbestimmten Fahrtgeschwindigkeit entsprechenden Drehzahl mindestens eine Bremse auslöst.

Eine derartige in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit auslösbare Bremse für Schienenfahrzeuge ist aus der DE-PS 12 37 165 bekannt. Bei den Schienenfahrzeugen handelt es sich insbesondere um solche, die im untertägigen Bergbau an Einschienenhängebahnen oder auf Sohlen gebundenen Standbahnen betrieben werden. Diese Fahrzeuge besitzen in der Regel keinen Eigenantrieb, sondern sie werden von umlaufenden Seilen angetrieben und die Schienenwege verlaufen sehr oft durch stark ansteigende oder einfallende Trassen. Zur Sicherung des Betriebes und zur Vermeidung folgenschwerer Unfälle sind deshalb an den Fahrzeugen Bremsen erforderlich, die bei Überschreiten einer vorbestimmten Höchstgeschwindigkeit, wie dies beispielsweise beim Bruch eines Zugseiles auftreten kann, die Fahrzeuge zum Stillstand bringen.

Bei dem zum Stand der Technik gehörigen Bremsauslösevorrichtungen werden zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Auslösen des Bremsvorganges beim Überschreiten einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit mechanische Fliehkraft- Bremsauslöser verwendet, die jedoch mehrere Nachteile ausweisen. Die Einstellung der Geschwindigkeit, bei der die Bremsen ausgelöst werden sollen und die sich ohnehin nur mit einer verhältnismäßig geringen Genauigkeit vornehmen läßt, ändert sich während der Betriebszeit durch mechanischen Verschleiß in einem solchen Ausmaße, daß Unfallgefahren auftreten, wenn nicht in sehr kurzen Zeitabständen zeit- und personalaufwendige Nachprüfungen und Nachjustierungen erfolgen. Die Vorrichtungen können ohne Schwierigkeit von ungeschultem Personal vorschrifts­ widrig manipuliert werden, sogar bis zur Funktionsunfähigkeit. Schließlich sprechen die Vorrichtungen auf kurzzeitige, plötzlich auftretende Geschwindigkeitsüberhöhungen, die im Betrieb oft vorkommen können, aber ungefährlich sind, an, was unerwünscht ist und den Betrieb stört und es ist, da die Bremsen nur in oder außer Tätigkeit gesetzt werden können, nicht möglich, die Bremswirkung den jeweils verschiedenartigen erforderlichen Verhältnissen anzupassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsauslösevorrichtung zu schaffen, die die obengenannten Nachteile vermeidet, die eine hohe Betriebssicherheit aufweist, keinen nennenswerten Wartungsaufwand erfordert und kostengünstig hergestellt werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist eine in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit auslösende Bremsauslösevorrichtung für insbesondere in Bergbaubetrieben verwendete Schienenfahrzeuge mit mindestens einem mit der Schiene zusammenwirkenden, an einem Fahrzeug angeordneten Abnahmerad, das einen Bremsauslöser antreibt, der bei Überschreiten der mindestens einer vorbestimmten Fahrtgeschwindigkeit entsprechenden Drehzahl mindestens eine Bremse auslöst und der sich dadurch kennzeichnet, daß als Bremsauslöser ein elektrischer Generator dient, der den zum Betrieb der Bremsauslösevorrichtung erforderlichen Betriebsstrom liefert und dessen drehzahlabhängiges Ausgangssignal das Auslösen der Bremse oder Bremsen bewirkt.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung können Abnutzungen, die zu Änderungen der vorbestimmten Auslösegeschwindigkeiten führen, nicht auftreten. Die Vorrichtung kann sehr kompakt und geschlossen ausgebildet sein. Dies hat zur Folge, daß von dem geringen an den Fahrzeugen zur Verfügung stehenden Raum weniger beansprucht wird als bisher und sie führt dazu, daß Manipulationen durch die Benutzer nahezu ausgeschlossen sind. Von besonderem Vorteil ist es, daß der elektrische Generator nicht nur das Ausgangssignal für das Auslösen der Bremse oder der Bremsen abgibt, sondern auch den zum Betrieb der Bremsauslösevorrichtung erforderlichen Betriebsstrom, der unter anderem zur Betätigung von Magnetventilen erforderlich ist. Während beim Ersatz von mechanischen, durch elektromechanische oder elektronische Vorrichtungen in der Regel gesonderte Betriebsstromquellen vorhanden sein müssen, ist dies bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht erforderlich. Während bei gesonderten Betriebsstromquellen, beispielsweise bei Batterien oder Akkumulatoren, deren Zustand aus Sicherheitsgründen, insbesondere in Bergbaubetrieben, vor jeder Verwendung der Vorrichtung überprüft werden müßte, entfällt diese Notwendigkeit bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung läßt sich insbesondere dadurch besonders kompakt und platzsparend ausbilden, daß die umlaufenden Teile des Generators im Abnahmerad und die stationären Teile in oder an dessen Nabe angeordnet sind. Hierdurch wird nicht nur Platz gespart, sondern es fehlen auch die sonst notwendigen Zahnradgetriebe.

Bei einer besonders einfachen Ausbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist der Generator ein Gleichstromgenerator. Die von ihm abgegebene Gleichspannung dient einerseits als Betriebsstrom für die Bremsauslösevorrichtung und andererseits, der Höhe nach, als Ausgangssignal für das Auslösen der Bremse oder der Bremsen.

Zur baulichen Vereinfachung kann auch ein Wechselstromgenerator verwendet werden, dessen gleichgerichtete Wechselspannung wie oben verwendet wird.

Da in beiden Fällen der beispielsweise zur Betätigung von Magnetventilen erforderliche Strom Spannungseinbrüche zur Folge haben kann, wird bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die gleichgerichtete Wechselspannung zur Lieferung des Betriebsstromes verwendet, während seine Frequenz als drehzahlabhängiges Ausgangssignal zum Auslösen der Bremse oder der Bremsen dient. Da, wenn ein Schlupf des Abnahmerades an der Schiene vermieden wird, möglicherweise eine Spannungsverminderung zur Folge hat, jedoch nicht eine Frequenzverminderung, bleibt das drehzahlabhängige Ausgangssignal nur von der Geschwindigkeit abhängig.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Generator mit einem oder mehreren drehwinkelabhängigen Signalgebern versehen oder verbunden, deren drehzahlabhängige Signale zum Auslösen der Bremse oder der Bremsen dienen. Auch in diesem Falle hat eine Belastung des Generators durch den Betriebsstrom der Vorrichtung nicht die Folge, daß das Auslösen der Bremsen bei einer anderen als der vorbestimmten Fahrtgeschwindigkeit erfolgt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Einrichtung zur Bildung von Mittelwerten der drehzahlabhängigen Signale während vorbestimmter Zeiträume aufweist. Bei dem obenbeschrie­ benen Bahnbetrieb kommt es oft vor, daß durch einen sogenannten Gummibandeffekt kurzzeitige Geschwindigkeits­ spitzen auftreten. Diese nicht sicherheitsrelevanten Ge­ schwindigkeitsspitzen haben bei den zum Stand der Technik gehörigen Vorrichtungen zu Vollbremsungen und damit zu unangenehmen und zeitraubenden Blockaden der Transport­ vorrichtungen geführt. Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung entfallen diese Nachteile.

Weiterhin kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung durch eine Einrichtung zum Ermitteln der Abhängigkeit der Ge­ schwindigkeitsänderung von der Zeit versehen sein. Dies ermöglicht es zum Beispiel bei einer Bremsung zunächst nur eine oder wenige Bremsvorrichtungen einzusetzen und weitere Bremsvorrichtungen in Tätigkeit zu setzen, falls die erzielte Verzögerung unzureichend ist. Andererseits wird eine unnötig große Verzögerung, wie sie beim Stande der Technik durch Einsatz aller Bremsvorrichtungen erfol­ gen würde, vermieden.

Schließlich kann das mit der Bremsauslösevorrichtung gemäß der Erfindung versehene Fahrzeug mit mindestens einer Ein­ richtung versehen werden, die der Ermittlung der Zug- oder Druckkräfte zwischen dem Fahrzeug und daran angeschlossenen Fahrzeugen dient. Da sich aus der Zug- oder Schubkraft das Gewicht der angehängten Fahrzeuge ermitteln läßt, kann aufgrund dieser Werte der Einsatz der einzelnen Bremsvor­ richtungen in ihrer Zahl und Wirkungsstärke so erfolgen, daß die gewünschte Verzögerung erreicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine zum Auslösen der Bremse dienende, am Laufwerk eines Schienenfahrzeuges befestigte Vorrichtung, teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt, sowie

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung.

Eine als I-Träger ausgebildete Laufschiene 1 besteht aus einem Steg 2, einem Oberflansch 3 und einem Unter­ flansch 4. Ein Schienenfahrzeug 5 bzw. dessen Laufwerk ist nicht vollständig dargestellt. Das Laufwerk ist mit nicht dargestellten Laufrollen versehen, die auf dem Unterflansch 4 der Schiene 1 laufen. Zum Auslösen der ebenfalls nicht dargestellten Bremse dient eine Brems­ auslösevorrichtung mit einem Bremsauslöser 6, dessen Antriebswelle 7 über ein Ritzel 8 mit einem Zahnrad 9 in Verbindung steht. Das Zahnrad 9 ist auf einer Welle 10 befestigt, die an ihrem freien Ende ebenfalls ein undreh­ bar befestigtes Rad 11 trägt, das aus einem Umfang mit einem Kunststoffbelag 12 versehen ist. Mit dem Kunststoff­ belag 12 berührt das Rad 11 den Steg 2 der Laufschiene 1. Die Welle 10 ist in einem Lager 13 drehbar gelagert und dieses Lager ist um einen Zapfen 14 schwenkbar, der parallel zur Welle 10 und koaxial zur Antriebswelle 7 am Fahrzeug bzw. Laufwerk 5 befestigt ist. Zwischen dem Lager 13 und dem Fahr­ zeug oder Laufwerk 5 ist (Fig. 2) eine Zugfeder 15 angeord­ net, die das Rad 11 ständig gegen den Steg der Laufschiene preßt.

Bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Anordnung läuft das Antriebsrad 11 deshalb auf dem Steg 2 der Lauf­ schiene 1, weil der Steg 2 senkrecht zu deren Ebene steht, in der sich die meisten und schärfsten Kurven der Schiene befinden. Bei andersartigem Schienenverlauf könnte es er­ forderlich sein, daß das Antriebsrad 11 auf einem der Flan­ sche 3 oder 4 der Schiene 1 laufen zu lassen.

Dem Antriebsrad 11 kann sich auf der gegenüberliegenden Seite der Schiene auch ein weiteres in der Zeichnung nicht dargestelltes Rad zugeordnet sein, das mit dem Antriebsrad 11 über eine Feder verbunden ist.

Bei dem mit 6 bezeichneten Bremsauslöser handelt es sich um einen elektrischen Generator. Dieser erzeugt den zum Betrieb der Bremsauslösevorrichtung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, erforderlichen Betriebsstrom und er liefert außerdem ein drehzahlabhängiges Ausgangssignal, das das Auslösen der Bremse oder der Bremsen bewirkt. Der Be­ triebsstrom ist beispielsweise zur Betätigung von Magnet­ ventilen erforderlich, durch die Hydraulikflüssigkeiten gesteuert werden, die das Auslösen der Bremse oder der Bremsen bewirken. Diese Magnetventile können beispiels­ weise Hydraulikflüssigkeit aus einem System entlassen, daß im Fahrzeug befindliche Bremsklötze gegen die Wirkung von mechanischen Federn außer Berührung mit den Schienen hält.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind die umlaufenden Teile des Gene­ rators 6, der sich dann im Bereich der Schiene 1 befindet, im Abnahmerad 11 und die stationären Teile in oder an des­ sen Nabe 21 angeordnet. Hierdurch läßt sich eine wesent­ liche bauliche Vereinfachung erreichen und zahlreiche Ge­ triebeteile fallen fort.

Der Generator 6 kann ein Gleichstromgenerator sein. In diesem Falle wird die von ihm erzeugte Gleichspannung einerseits als Betriebsstrom für die Bremsauslösevorrichtung verwendet, beispielsweise für deren Magnetventile, aber die Höhe der drehzahlabhängigen Gleichspannung wird ge­ messen und zum Auslösen der Bremse oder der Bremsen herangezogen.

Der Bremsauslöser 6 kann aber auch als Wechselstromgene­ rator ausgebildet sein. Es kann dann die gleichgerichtete Wechselspannung zur Lieferung des Betriebsstromes verwen­ det werden und auch als drehzahlabhängiges Ausgangssignal zum Auslösen der Bremse oder der Bremsen.

Andererseits kann auch die gleichgerichtete Wechselspannung zur Lieferung nur des Betriebsstromes dienen, während ihre Frequenz als drehzahlabhängiges Ausgangssignal zum Auslösen der Bremse oder der Bremsen dient.

Schließlich kann der Generator mit einem oder mehreren dreh­ winkelabhängigen Signalgebern versehen oder verbunden sein, deren drehzahlabhängige Signale zum Auslösen der Bremse oder der Bremsen dienen. In beiden Fällen ist die drehzahlabhän­ gige Auslösung der Bremsen, unabhängig von der elektrischen Belastung des Generators gesichert, solange das Abnahmerad 11 auf der Schiene nicht schlüpft.

Um zu vermeiden, daß kurzzeitige und ungefährliche Ge­ schwindigkeitsspitzen zur Bremsauslösung führen, ist in der Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Einrichtung vor­ gesehen, die Mittelwerte der drehzahlabhängigen Signale während vorbestimmter Zeiträume bildet und die nur dann zur Auslösung von Bremsvorgängen dient, wenn diese Mittel­ werte überschritten worden sind.

An die mit Bremsvorrichtungen gemäß der Erfindung ver­ sehenen Fahrzeuge sind im praktischen Betrieb zur Bil­ dung eines Zuges weitere Fahrzeuge angehängt. Zur Ab­ bremsung eines solchen Zuges, oder zur Vorausbestimmung der hierfür erforderlichen Bremswirkungen, ist es von Interesse, die Wirkungen der Gewichte der angehängten Fahrzeuge zu berücksichtigen. Hierzu schlägt die Erfin­ dung vor, daß das mit einer Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung versehene Fahrzeug mit mindestens einer Ein­ richtung versehen ist, die der Ermittlung der Zug- oder Druckkräfte zwischen dem Fahrzeug und den daran ange­ schlossenen Fahrzeugen dient. Wenn sich aus dieser Er­ mittlung beispielsweise ergibt, daß an das abgebremste Fahrzeug zahlreiche Fahrzeuge mit großer Masse angehängt sind, müssen in dem mit Bremsen versehenen Fahrzeug eine größere Anzahl von Bremsvorrichtungen und/oder kräftiger betätigt werden, als das der Fall wäre, wenn Fahrzeuge nicht angehängt wären.

Claims (10)

1. In Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit auslösende Bremsauslösevorrichtung für insbesondere in Bergbaube­ trieben verwendete Schienenfahrzeuge mit mindestens einem mit der Schiene zusammenwirkenden, an einem Fahr­ zeug angeordneten Abnahmerad, das einen Bremsauslöser antreibt, der bei Überschreiten der mindestens einer vorbestimmten Fahrtgeschwindigkeit entsprechenden Dreh­ zahl mindestens eine Bremse auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß als Bremsauslöser (6) ein elektrischer Generator dient, der den zum Betrieb der Bremsauslösevorrichtung erforderlichen Betriebs­ strom liefert und dessen drehzahlabhängiges Ausgangs­ signal das Auslösen der Bremse oder Bremsen bewirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Teile des Generators (6) im Abnahmerad (11) und die stationären Teile in oder an dessen Nabe (21) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator ein Gleichstromgenerator ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator ein Wechselstromgenerator ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichgerichtete Wechselspannung zur Lieferung des Betriebsstromes und als drehzahlabhängiges Ausgangssignal zum Auslösen der Bremse oder Bremsen dient.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichgerichtete Wechselspannung zur Lieferung des Betriebsstromes dient und die Frequenz als drehzahlabhängiges Ausgangssignal zum Auslösen der Bremse oder Bremsen dient.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator mit einem oder mehreren drehwinkelabhängigen Signalgebern verbunden ist, deren drehzahlabhängige Signale zum Auslösen der Bremse oder Bremsen dienen.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bildung von Mittelwerten der drehzahlabhängigen Sig­ nale während vorbestimmter Zeiträume.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ermitteln der Abhängigkeit der Geschwindigkeitsänderung von der Zeit.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das mit ihr versehene Fahrzeug mit mindestens einer Einrichtung versehen ist, die der Ermittlung der Zug- oder Druckkräfte zwischen dem Fahrzeug und daran angeschlossenen Fahrzeugen dient.