DE3709952C1 - Elektromotorische Bremsbetaetigungsvorrichtung fuer Schienenfahrzeuge - Google Patents
Elektromotorische Bremsbetaetigungsvorrichtung fuer SchienenfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Bremsbe
tätigungsvorrichtung, insbesondere für Schienenfahrzeuge,
wie sie entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
durch die DE-PS 30 10 335 bekanntgeworden ist.
Die bekannte Bremsbetätigungsvorrichtung zeichnet sich
dadurch aus, daß während des Bremshubes, d. h. während sich
der Federspeicher entspannt, der elektrische Aufzugsmotor
über die elektrische Einspeisung mit einer regelbaren elek
trischen Spannung derart beaufschlagt wird, daß der vom Feder
speicher abgegebene und auf die Bremsbacken wirkende effektive
Druck feinfühlig und einstellbar regelbar ist. Die Regelung
der elektrischen Spannung für den Federspeichermotor erfolgte
hierbei durch eine Wheatstone'sche Brückenanordnung, die
bei Nullabgleich Stillsetzen des Motors und Einschalten der
Haltebremse bewirkt.
Wie die praktische Erfahrung gezeigt hat, ist es bei
dieser bekannten Bremsbetätigungsvorrichtung notwendig, das
Bremsgerät, bestehend aus Motor und Federspeicher, auf einem
Prüfstand zu eichen. Aus der sogenannten Federkennlinie ergibt
sich der für jeden Bremshub zur Verfügung stehende Brems
druck, der aus dem Gerät in das Bremszangensystem abgegeben
werden kann.
Durch Vorgabe der regelbaren elektrischen Spannung auf
die dem Federweg entsprechenden Werte mittels eines Zweiges
der mit dem Federweg gekoppelten Wheatstone'schen Widerstands
brücke erfolgt dann der Nullabgleich der Brücke. Dieser Null
abgleich bewirkt, daß der Bremsmotor abgeschaltet und die
Haltebremse eingeschaltet werden, so daß der jetzt erzielte
Bremsdruck in der gewünschten Höhe an der Bremse anliegt.
Bei dieser bekannten Bremsbetätigungsvorrichtung hat es
sich als notwendig herausgestellt, jedes Bremsgerät vor seinem
Einsatz auf einem Prüfstand auf einheitliche Werte einer
gesamten Serie einzustellen. Hierbei ist eine gewisse Streu
breite der einheitlich verlangten Werte nicht zu vermeiden.
Andererseits können auch eine eventuelle unterschiedliche
Alterung und Änderung der Federcharakteristiken in den ein
zelnen Geräten während der Betriebslebensdauer zu weiteren
Streuwerten führen.
Von der DE-OS 22 08 936 ist bereits ein Sollwert-Istwert-
Abgleich unter Einbeziehung einer Wheatstone'schen Brücke im
Zusammenhang mit einer Bremse anderer Gattung, und zwar einer
hydraulischen Bremse, vorbekannt. Bei dieser bekannten Bremse
werden die barometerähnliche Geberanordnung mit verschleiß
empfindlichem Gestänge sowie die innerhalb der
Wheatstone'schen Brücke angeordneten mechanischen Schleifwider
stände als nachteilig empfunden, die während des Betriebs
relativ häufig einer Nachjustierung bedürfen.
Schließlich sind von der GB-PS 13 52 869 elektrische
Photowiderstände bekannt, die in Abhängigkeit vom Ausschlag
eines den Erregerlichtstrom steuernden mechanischen Pendels
einen Bremsvorgang am Anhänger eines Motorfahrzeuges auslösen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bremsbetäti
gungsvorrichtung der eingangs genannten, bekannten Art (DE-PS
30 10 335) so zu gestalten, daß selbst über lange Betriebszei
ten eine feinfühlige Regelung der Bremskräfte ermöglicht ist
und die Federwegcharakteristik des Federspeichers nicht mehr
als Bezugsgröße für die über die Spannungsregelung zu er
reichenden Bremskräfte dienen muß. Weiterhin sollen ver
schleiß- und störungsanfällige mechanisch veränderbare Wider
stände vermieden werden.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem Kennzeichenteil des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Es wird nun nicht mehr in dem einen Brückenzweig der
Wheatstone'schen Brücke die Widerstandsänderung durch den
zurückgelegten Weg des Federpaketes beeinflußt, sondern statt
dessen tritt an diese Stelle ein sich verändernder Widerstand,
der aus einem Dehnungsmeßstreifen gewonnen wird, der direkt in
den vom Federspeicher abgegebenen Bremskraftfluß des Brems
gerätes integriert ist.
Der zweite variable Widerstand kann direkt in einem
Druckmeßstab geeicht sein. Wenn der zweite variable Widerstand
auf einen bestimmten Wert eingestellt ist, der einem bestimm
ten Druck entspricht, dann herrscht in dem Moment Brücken
gleichgewicht, in dem der Dehnungsmeßstreifen (erster vari
abler Widerstand) über das Bremsgerät den gleichen Widerstand
erreicht, wie ihn der voreingestellte zweite variable Wider
stand aufweist. In diesem Moment ist die Brücke abgeglichen
und es wird dann der gleiche Schaltvorgang und Steuerungsvor
gang eingeleitet wie bei der bereits bekannten Bremsbe
tätigungsvorrichtung (DE-PS 30 10 335). Die
erfindungsgemäße Anordnung entspricht nun der Funktion eines
Regelkreises.
Es ist verständlich,
daß die Änderung des zweiten variablen Wider
standes auch eine Änderung des Bremsdruckes mit einem er
neuten An- oder Abstieg des Widerstandswertes des Dehnungsmeß
streifens bewirkt und zwar bis zum wieder stattfindenden
Brückenabgleich und Steuerung von Motor und Haltebremse zur
Erhaltung dieses jetzt eingestellten Bremsdruckwertes.
Dehnungsmeßstreifen kann man nun in an sich bekannter
Weise mit Temperaturschwankungen ausgleichenden zusätzlichen
Widerständen beschalten, so daß die Dehnungsmeßstreifen weit
gehend temperaturunempfindlich sind, also den jeweils er
zeugten Druck in tatsächlicher Höhe repräsentieren.
Es ist somit gewährleistet, daß eine Ausrüstung des Bremsgerätes
mit dem Dehnungsmeßstreifen in der vorliegenden Form die
bisher erforderliche Eichung aller Geräte einer Serie über
flüssig macht. Die Federpakete brauchen nicht mehr in ihren
Kennlinien genauestens aufeinander abgestimmt zu sein, sondern
es genügt jetzt die Einhaltung der Herstellertoleranzen, die
losweise durch einzelne Stückprüfungen der Einzelfedern überprüft
werden kann. Neben dem nicht unwesentlichen Fortfall
von Aufwendungen für die Einzelprüfung ergibt sich als
weiterer Vorteil, daß die Wheatstone'sche Brückenanordnung
nicht mehr mechanisch mit dem Gerät über Schleppzeiger ver
bunden sein muß. Dies ergibt eine vereinfachte Fertigung
und eine preiswertere Herstellung des Bremsgerätes. Da zwi
schen dem Bremsgerät und dem an anderer Stelle des Drehgestel
les anzubringenden Steuergerät als Wheatstone'sche Brücke
regelmäßig keine großen Entfernungen vorhanden sind, genügt
es, daß als Zuleitung zwischen Dehnungsmeßstreifen und dem
Brückeneingang eine abgeschirmte Leitung verwendet wird.
Diese einfache Anordnung vermeidet die sonst
übliche Verwendung eines Verstärkers hinter
dem Dehnungsmeßstreifen, der die Widerstandsänderung des
Dehnungsmeßstreifens als geregelte Spannung oder geregelten
Strom weiterleitet. Es ist einleuchtend, daß durch den Fort
fall dieses Verstärkers
wieder Kosten eingespart und eine weitere mögliche Störungsquelle in
dem Steuerungsverlauf vermieden werden.
In der Praxis hat es sich gezeigt, daß die in dem Brems
gestänge unvermeidlich vorhandene Elastizität und das Spiel
in den Lagerzapfen als ziemlich konstante Verlustquelle bei
der Vorgabe des Bremsdruckes berücksichtigt werden können,
so daß diese einfache Anordnung eine immer entsprechend dem
gewünschten Bremsdruck erforderliche Bremswirkung an den
abzubremsenden Rädern sicherstellt.
Dadurch, daß der zweite variable Brückenwider
stand einen durch Infrarotlicht gesteuerten Feldeffekttran
sistor enthält, dessen Ausgangsklemmen einem Festwiderstand
parallel geschaltet sind und dessen mit der Infrarotlichtquelle ver
bundene Eingangsklemmen als Bremskommando einen variablen
vom Fahrschalter initiierten Strom erhalten,
ist mit einfachen Mitteln eine einzige zen
trale Aussteuerung aller jeweils einen Feldeffekttransistor
und eine Infrarotlichtquelle aufweisenden Bremsbetätigungsvor
richtungen eines Fahrzeuges möglich.
Eine erhöhte Brückenabgleichempfindlichkeit und damit
eine besonders feinfühlige Bedienungsweise der Bremsbetäti
gungsvorrichtung ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
dadurch gegeben, daß der Widerstandswert des Feldeffekttransi
stors um ein Vielfaches höher liegt als der des parallel
geschalteten Festwiderstandes und daß die Widerstandswerte
dieses Festwiderstandes, der weiteren Festwiderstände der
Wheatstone'schen Brücke sowie der unbelasteten Dehnungsmeß
streifen in der gleichen Größenordnung liegen.
In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt; es zeigt
Fig. 1 eine elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung
in mehr schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine genauere Darstellung des zweiten variablen
Brückenwiderstandes und
Fig. 3 eine von Fig. 1 abweichende Anbringung von Deh
nungsmeßstreifen im Bereich des Schnittes III-III
in Fig. 1.
In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 10 ein Elektromotor
bezeichnet, z. B. ein Gleichstrom-Hauptschlußmotor von 24 Volt
Betriebsspannung.
Der Elektromotor 10 wird hier als elektrischer Aufzugs
motor bezeichnet. Die Welle 11 des Motors 10 ist mit einer
Gewindespindel 12 eines insgesamt mit 13 bezeichneten Gewinde
triebs drehverbunden.
Die drehbare Gewindespindel 12 ist gegen Axialbewegung
gesichert und trägt eine Kugelumlaufmutter 14, welche kraft-
und formschlüssig in einem Federteller 15 untergebracht ist,
der sich in einem Schubrohr 16 (besser: Schubzugrohr) fort
setzt, dessen endseitiges Auge 17 mit einem nur schematisch im
Verhältnis verkleinert dargestellten Bremsgestänge 18 be
wegungsverbunden ist, dessen Bremsbacken 19 Bremsbeläge 20
tragen. Die Bremsbacken 19 mit Bremsbelägen 20 wirken auf eine
ebenfalls nur schematisch dargestellte Bremsscheibe 21 auf
einer Achse 22.
Das Schubzugrohr 16 wird durch eine Speicherfeder 23
aus dem Gehäuse 24 nach außen gedrückt. Der elektrische Auf
zugsmotor 10 hingegen wird über eine Einspeisung bei E 1 und E 2
mit elektrischer Leistung in Spannrichtung y des insgesamt mit
25 bezeichneten Federspeichers beaufschlagt und drückt hierbei
die Speicherfeder 23 über den Gewindetrieb 13 zusammen und
zieht dabei das Schubzugrohr 16 in das Gehäuse 24 zurück.
In Fig. 1 ist der gesamte Federweg des Federspeichers 25
mit S bezeichnet. Je nach Fortschritt der Abnutzung der Brems
beläge 20 vollführt der Federspeicher 25 unterschiedliche
Federwege. So ergibt sich bei im wesentlichen neuen Bremsbe
lägen 20 der Federweg S 1 und bei bereits teilweise abgenutzten
Bremsbelägen 20 der Federweg S 2. Der gesamte Federweg S wird
durchfahren, wenn die Bremsbeläge 20 im wesentlichen gänzlich
verschlissen sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, beim
Lüften der Bremsbacken 19 nicht den gesamten Spannhub sondern
jeweils nur einen konstanten Teilspannhub des Federspeichers
25 zu durchfahren.
In jedem Falle sind die Bremsbeläge 20 von der Brems
scheibe 21 gelöst, wenn sich der Federteller 15 nicht in
der gestrichelten sondern vielmehr in der voll durchgezogen
gezeichneten Position befindet.
In der durchgezogen dargestellten Stellung des Schubzug
rohres 16 ist der Elektromotor 10 abgeschaltet, während die
Elektromagnetbremse 26 (Haltebremse) eingeschaltet ist. Die
Elektromagnetbremse 26 erhält ihre elektrische Leistung über
die Klemmen K 9 und K 10. Die Bremsbacken 19 sind daher gelöst,
das nicht dargestellte Fahrzeug fährt. Zur Einleitung des
Bremshubes erhält das Schaltgehäuse 36 über die Klemme K 3
einen elektrischen Bremsimpuls, welcher die Elektromagnet
bremse 26 lüftet.
Die Speicherfeder 23 drückt daraufhin den Federteller 15
auswärts, weil der Kugelgewindetrieb 13 samt Rotor des Elektro
motors 10 nicht mehr an einer Drehung gehindert ist und in
Folge des hohen Wirkungsgrades des Kugelgewindetriebs 13 den
Weg des Federtellers 15 und des Schubzugrohres 16 nach außen
nicht behindert.
Sollen die Bremsbacken 19 von der Bremsscheibe 21 gelöst
werden, erhält das Schaltgehäuse 36 über die Klemme K 4 den
Impuls "Lüften", wodurch der elektrische Aufzugsmotor 10 seine
volle Betriebsspannung von beispielsweise 24 Volt erhält und
den Federteller 15 wieder in seine Ausgangslage, nämlich in
die voll durchgezogen gezeichnete Position, fährt.
Die Ausgangslage kann in irgendeiner Weise, z. B. mittels
eines die Ausgangslage bestimmenden Mikroschalters definiert
werden.
Zur Regelung der allgemein mit P bezeichneten Bremskraft
ist folgendes vorgesehen:
Zwei Festwiderstände 100, ein in den Fig. 1 und 2 jeweils mit einer gestrichelten Einkreisung gekennzeichneter und
insgesamt mit 90 a be
zeichneter variabler Widerstand sowie zwei hintereinanderge
schaltete, insgesamt mit 90 b bezeichnete Dehnungsmeßstreifen
sind als Wheatstone'sche Brücke geschaltet. Die Dehnungsmeß
streifen 90 b bilden hierbei als Brückenzweig Bestandteil einer
Wheatstone'schen Viertelbrücke. Statt der beiden Dehnungsmeß
streifen 90 b kann auch ein einziger Dehnungsmeßstreifen 90 b
vorhanden sein. Mehrere Dehnungsmeßstreifen 90 b sind indes
vorteilhaft, weil sie der Verstärkung der Widerstandsänderung
dienen.
Der variable Widerstand 90 a kann direkt in einem Druckmaß
stab geeicht sein. Wenn also der variable Widerstand 90 a
auf einen bestimmten Wert eingestellt ist, der einem bestimm
ten Druck P entspricht, dann herrscht in dem Moment Brücken
gleichgewicht, in dem die Dehnungsmeßstreifen-Anordnung 90 b
über die Betätigung des Bremsgerätes, d. h. über den in den
Bauteilen 16, 17 vorhandenen Druck P, den gleichen Widerstand
erreicht, wie ihn der voreingestellte variable Widerstand 90 a
aufweist. In diesem Moment ist die Wheatstone'sche Brücke
100, 100, 90 a, 90 b abgeglichen. Hierbei ist der gewissermaßen
einen Sollwertgeber darstellende variable Widerstand 90 a
gleich dem Widerstand der Dehnungsmeßstreifenanordnung 90 b,
bzw. der über 90 a eingestellte bzw. vorgewählte Bremsdruck P
ist gleich dem direkt über die Dehnungsmeßstreifenanordnung
90 b ermittelten Bremsdruck P.
Für den Fall jedoch, daß während des Bremsvorganges die
Bremskraft geändert, d. h. verstärkt oder vermindert werden
soll, wird der variable Widerstand 90 a betätigt. Dies ge
schieht in Abhängigkeit vom Fahrschalter mit der Folge, daß
die Wheatstone'sche Brücke nicht mehr abgeglichen ist. Darauf
hin wird gemäß Fig. 1 die Brückenspannung über einen hoch
ohmigen Widerstand 38 an die Klemmen K 5, K 6 eines Verstärkers
39 bekannter Bauart gelegt. Der Widerstand 38 dient als
Brücken-Abgleichwiderstand.
Von den Ausgangsklemmen K 7, K 8 des Verstärkers 39 wird
nunmehr der Aufzugsmotor 10 über das Schaltgehäuse 36 an
eine entsprechend der zwischen K 7 und K 8 vorhandenen Spannung
proportionale Gleichspannung gelegt, was über die Ausgangs
klemmen K 11, K 12 erfolgt, die mit den motorseitigen Eingangs
klemmen E 1, E 2 verbunden sind. Für den Fall also, daß die
auf die Dehnungsmeßstreifenanordnung 90 b wirkende Kraft P
im Vergleich zu 90 a zu groß ist, entwickelt der Aufzugsmotor
10 eine der Kraft des Federspeichers 25 entgegenwirkende
Kraft. Dieses geschieht so lange, bis wieder Abgleich in der
Brücke 100, 100, 90 a, 90 b erzielt ist, wobei bei Nichtvor
handensein der Regelspannung an K 7, K 8 das Schaltgehäuse 36
die Elektromagnetbremse 26 über die Klemmen K 9 und K 10
aktiviert. Für den Fall aber, daß die Bremskraft P gegenüber
dem mit 90 a vorgewählten Wert zu gering sein sollte, verläuft
der Regelungsvorgang analog in umgekehrter Weise: Die Elektro
magnetbremse 26 wird gelöst und der Elektromotor 10 entwickelt
entsprechend der zwischen K 7 und K 8 anstehenden Regelspannung
ein Drehmoment, das sich über den Kugelgewindetrieb 13 als
eine dem Federspeicher 25 in geringerer Höhe entgegenwirkende
Kraft darstellt. Hierdurch wird der Bremsdruck P so lange
erhöht, bis der über die Dehnungsmeßstreifenanordnung 90 b
geänderte Widerstandswert einen Brückenabgleich bewirkt, bei
welchem die Elektromagnetbremse 26 (Haltebremse) eingeschaltet
und der Aufzugsmotor 10 abgeschaltet oder aber die durch den
Aufzugsmotor 10 hervorgerufene, dem Federspeicher 25 entgegen
wirkende Kraft die über 90 a eingestellte Bremskraft P aufrecht
erhält.
In Fig. 2 ist nun der zweite
variable Widerstand 90 a näher dargestellt:
Die Klemmen, mit welchen der variable Widerstand 90 a
in die Wheatstone'sche Brücke eingegliedert ist, sind gemäß
den Fig. 1 und 2 jeweils mit 40, 41 bezeichnet. Parallel
zu 40, 41 liegt gemäß Fig. 2 ein Festwiderstand 42, welcher
wiederum parallel zu einem insgesamt mit 90 a 1 bezeichneten
Foto-Feldeffekttransistor 90 a 1 liegt. Der Foto-Feldeffekt
transistor 90 a 1 wird über die Klemmen K 13, K 14 mittels eines
variablen Regelstroms aktiviert.
Ein solcher auf Infrarotlicht empfindlicher Feldeffekttran
sistor 90 a 1 ändert seinen Widerstand zwischen den Klemmen
43, 44 linear mit dem in die Infrarot-Lichtquelle 45 über K 13 und
K 14 eingespeisten Regelstrom.
Der zwischen den Klemmen 43 und 44 durch die Strahlungs
intensität der Infrarot-Lichtquelle 45 sich ändernde Wider
stand des Feldeffekttransistors 90 a 1 ist größenordnungsmäßig
beispielsweise um Zehnerpotenzen größer als der Widerstand
der Dehnungsmeßstreifenanordnung 90 b. So könnten beispiels
weise die Festwiderstände 100, 100 sowie 42 sowie die momentan
durch keinen Druck P belastete Dehnungsmeßstreifenanordnung
90 b jeweils einen Wert von 700 Ohm aufweisen, während der
Widerstand des Feldeffekttransistors Werte im Bereich
von etwa 70 000 Ohm annehmen könnte. Die Parallelschal
tung des Festwiderstandes 42 zum Feldeffekttransistor 90 a 1
hat daher den Vorteil, daß der gesamte Widerstand des Brücken
zweiges 90 a sehr feinfühlig, im vorliegenden Falle etwa im
Bereich von 700 Ohm, verändert werden kann, was eine erhöhte
Brückenabgleichempfindlichkeit bei Änderung des Widerstands
wertes der Dehnungsmeßstreifenanordnung 90 b ergibt. Die Regel
empfindlichkeit des insgesamt mit 90 a bezeichneten Brücken
zweiges entspricht daher der geringen Widerstandsänderung der
Dehnungsmeßstreifenanordnung 90 b, welche wiederum als Brücken
zweig in der Wheatstone'schen Brücke den Brückenabgleich als
Kommando (verursacht durch die Änderung des Bremsdruckes P)
für das Bremsgerät initiiert.
Es bleibt noch zu erwähnen, daß die mit K 13 und K 14
bezeichneten Klemmen zur Beeinflussung der Infrarot-Licht
quelle 45 des Foto-Feldeffekttransistors 90 a 1 mit Konstant-
Spannung gespeist werden, so daß der Speisestrom (Regelstrom)
für den Feldeffekttransistor 90 a 1 im linearen Zusammenhang mit der Widerstands
änderung ist. Die Änderung des Speisestroms (Regelstrom) ist
hierbei ein Maß für die Stellung des Fahrschalters bzw. er
setzt letzteren.
Wenn also unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 und auf
die vorher beispielsweise erwähnten Widerstandswerte der
Gesamtwiderstand von 90 a auf 701 Ohm erhöht würde, der derzei
tige aktuelle Widerstand des Dehnungsmeßstreifens 90 b aber
nur 700 Ohm betrüge, so würde durch die bereits oben erwähnte
Nachstellung mittels des Elektroaufzugsmotors 10 der Brems
druck P, der die Dehnungsmeßstreifenanordnung 90 b beeinflußt,
so geändert werden, daß per Saldo der Widerstand des Dehnungs
meßstreifens 90 b ebenfalls auf 701 Ohm anwachsen würde, also
die aus 100, 100, 90 a und 90 b gebildete Wheatstone'sche Brücke
abgeglichen wäre.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist eine besondere
räumliche Zuordnung der Dehnungsmeßstreifenanordnung 90 b
dargestellt:
Aus Fig. 3 wird deutlich, daß die Bremsbacke 19 eine
Trägerplatte (Bremsträger) 33 und zwei konsolartige Stege 27
aufweist. Ein Hohlzapfen 29 durchsetzt beide konsolartigen
Stege 27 in Aufnahmeöffnungen 28 sowie das zwischen den Stegen
27 aufgenommene freie Ende einer Bremszangenhälfte 30 in einer
Aufnahmeöffnung 31.
Der Hohlzapfen 29 trägt an seiner Innenmantelfläche
32 zwei oder mehrere aufgeklebte Dehnungsmeßstreifen 90 b.
Die elektrische Zuleitung für die Dehnungsmeßstreifen
90 b wird durch den Hohlbolzenkopf 34 über einen Kabelanschluß
35 zu den aus Fig. 1 ersichtlichen Klemmen K 15, K 16 geführt.
Die Funktion des in Fig. 3 insgesamt mit 38 bezeichneten
Anordnung ist folgende:
Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 könnte beiden Bremsbacken
19 je ein mit Dehnungsmeßstreifen 90 b versehener Hohlzapfen
29 zugeordnet sein. Es kann aber auch genügen, nur einer
einzigen Bremsbacke 19 einen zwei Dehnungsmeßstreifen 90 b bein
haltenden Hohlzapfen 29 zuzuordnen.
Die beim Bremsvorgang vom Federspeicher 25 über das
Auge 17 auf die Bremsbacke 19 übertragene Kraft stellt sich
wiederum als die Kraft P dar, welche einseitig von der Aufnahme
öffnung 31 der Bremszangenhälfte 30 auf den anliegenden Außen
mantelbereich 37 des Hohlzapfens 29 übertragen wird.
Der beidendig in den Aufnahmeöffnungen 28 der Stege 27
gelagerte Hohlzapfen 29 biegt sich hierbei je nach Bremsbe
lastung mehr oder weniger elastisch durch. Diese elastische
Verformung ruft zugleich eine Dehnung bzw. Stauchung der
Dehnungsmeßstreifen 90 b hervor, woraus wiederum eine die
Wheatstone'sche Brücke beeinflussende Widerstandsänderung (wie
oben zuvor beschrieben) resultiert. Die Widerstandsänderung
des Dehnungsmeßstreifens 90 b ist hierbei direkt proportional
der Kraft P.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird zweckmäßig dann
gewählt, wenn innerhalb des Bremsgestänges 18 unkontrollier
bare Verluste auftreten, die aber gemäß Fig. 3 dadurch ausge
schlossen werden, daß die Dehnungsmeßstreifen 90 b direkt
im Hohlzapfen 29 angebracht sind, der die Bremsbacken 19
als letztes Glied bewegt. Durch diese Anordnung nach Fig.
3 wird nunmehr der wirklich vorhandene Bremsdruck P an den
Bremsbacken 19 erfaßt, so daß auch die Wirkungsgradverschlech
terung durch das Bremsgestänge 18 eliminiert ist.
Vermerkt sei noch, daß es nicht unbedingt notwendig
ist, temperaturausgleichende Mittel in die Dehnungsmeßstreifen
anordnung 90 b einzubringen, wenn man dafür sorgt, daß die
Temperaturabhängigkeit ausgeglichen wird durch entsprechende
temperaturabhängige Ausgestaltung des zweiten variablen Brückenwiderstandes (Geberwiderstandes) 90 a.
Dies kann insbesondere bei der Anordnung nach Fig. 3 von
Interesse sein, weil an dieser Stelle durch die entstehende
Reibungswärme an den Bremsbelägen 20 größere Temperaturein
wirkungen möglich sind.
Claims (2)
1. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung für
eine einen Federspeicher, ein Bremsgestänge sowie Bremsbacken
aufweisende Bremsmechanik, insbesondere für Schienenfahrzeuge,
mit einem regelbaren Elektro-Aufzugsmotor für den bei offener
Bremse gespannten und sich beim Bremshub entspannenden Feder
speicher, wobei die von einem Federspeicher-Schubrohr über ein
Schubrohr-Auge abgegebene Federspeicher-Kraft die Bremsbacken
im Schließsinne der Bremse mittelbar über das Bremsgestänge
beaufschlagt und wobei eine den Elektromotor in Federspeicher-
Spannrichtung beaufschlagende, zwischen einem Mindest- und
einem Höchstwert regelbare elektrische Einspeisung vorgesehen
ist, welche sowohl beim Spannen des Federspeichers eingeschal
tet ist als auch während des Bremshubes in Abhängigkeit von
einem elektrischen Brems-Signal eines von der Bremsmechanik
betätigten Signalgebers wirkt, welcher aus einer mindestens
zwei variable Widerstände aufweisenden Wheatstone'schen Brücke
besteht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein in dem vom
Federspeicher (25) ausgehenden Bremskraftfluß angeordneter,
insbesondere zwischen dem Schubrohr (16) des Federspeichers
(25) und dem Schubrohr-Auge (17) angebrachter Dehnungsmeß
streifen (90 b) als Brückenzweig der Wheatstone'schen Brücke
(100, 100, 90 a, 90 b) einen ersten variablen Brückenwiderstand
bildet, während der zweite variable Brückenwiderstand (90 a)
als weiterer Brückenzweig der Wheatstone'schen Brücke (100,
100, 90 a, 90 b) in Abhängigkeit von einem Bremskommando (bei
K 13, K 14) veränderbar ist und einen durch Infrarotlicht ge
steuerten Feldeffekttransistor (90 a 1) enthält, dessen Ausgangs
klemmen (43, 44) einem Festwiderstand (42) parallelgeschaltet
sind und dessen mit der Infrarotlichtquelle verbundene Ein
gangsklemmen (K 13, K 14) als Bremskommando einen variablen
Strom erhalten.
2. Elektromotorische Bremsbetätigungsvorrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert
des Feldeffekttransistors (90 a 1) um ein Vielfaches höher liegt
als der des parallelgeschalteten Festwiderstandes (42) und daß
die Widerstandswerte dieses Festwiderstandes (42), der
weiteren Festwiderstände (100, 100) der Wheatstone'schen Brücke
sowie der unbelasteten Dehnungsmeßstreifen (90 b) in der
gleichen Größenordnung liegen.
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