DE4325025A1

DE4325025A1 - Elektromagnetisch betätigte Verriegelungseinheit für Bremselemente (Kolbengleisbremselemente, Retarder) (EVR)

Info

Publication number: DE4325025A1
Application number: DE4325025A
Authority: DE
Inventors: Bernd Roth; Kurt Gras
Original assignee: DEUTSCHE BUNDESBAHN VERTRETEN DURCH DAS BUNDESBAHN-ZENTRALAMT MINDEN (WESTF) 32423 MINDEN DE; Deutsche Bundesbank
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-02-02
Also published as: DE59404811D1; EP0637535B1; EP0637535A1; ATE161237T1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigte Verriegelungseinheit für Bremselemente (EVR), die zum gesteuerten Festhalten von Bremselementen (Kolbengleisbremselemente, Retarder) in einer unteren Endlage (Verriegelung) dient.

Bekannt sind Bremselemente, die am Schienensteg angeschraubt sind und durch den Spurkranz des rollenden Rades betätigt werden.

Sie besitzen keine externe Steuerung und sind fest auf eine bestimmte Ansprechgeschwindigkeit eingestellt.

Ist die Geschwindigkeit des über dem Bremselement rollenden Rades größer als die Ansprechgeschwindigkeit des Bremselementes, dann läßt sich dessen Kolben nur mit großer Kraft eindrücken. Durch den durch das Rad erzwungenen Kolbenhub wird Bremsarbeit geleistet, die als Geschwindigkeitsenergie dem überrollenden Rad entzogen wird (Arbeitshub).

Ist die Geschwindigkeit des über dem Bremselement rollenden Rades jedoch kleiner als die Ansprechgeschwindigkeit des Bremselementes, dann läßt sich der Bremselementkolben relativ leicht eindrücken und dem darüberrollenden Rad wird nur eine kleine Energiemenge entzogen (Leerhub).

Durch dieses Verhalten ermöglichen Bremselemente eine quasi kontrollierte Geschwindigkeit von Eisenbahnwagen in geneigten Gleisen.

Da Bremselemente keine externe Steuerung besitzen, wird jedes überrollende Rad gebremst, wenn dessen Geschwindigkeit über der Bremselement-Ansprechgeschwindigkeit liegt.

Dies ist nicht immer erwünscht, zum Beispiel
bei der Zugbildung aus einem Richtungsgleis
oder bei Gegenausfahrten oder
beim Einlauf leichter, langer Wagengruppen
oder beim Einlauf in einen nur schwach geneigten Bereich.

Ziel der Erfindung ist es, eine technisch verträgliche, machbare Lösung zu schaffen, die einen sicheren Betrieb ermöglicht und die genannten Nachteile ausräumt. Außerdem wird der Geräuschpegel erheblich gesenkt und der Verschleiß der Bremselemente wesentlich verringert.

Die EVR überwindet die bisherigen Systemgrenzen, indem sie bereits bei einem Rad mit kleinster Spurkranzhöhe das nach unten gedrückte Bremselement unten festhält. Die folgenden Räder touchieren den Retarder nur noch bei größerer Spurkranzhöhe.

Dieser minimale Hub des Bremselementes, der sich aus der Spurkranzhöhentoleranz ergibt, ist aufgrund der Berührungsgeometrie nur noch ein Teilleerhub.

Die Verriegelungsstellung der EVR wird durch einen externen Steuerungseingriff erreicht, genauso wie die Grundstellung. Bei der Grundstellung wird die Bremselementfesthaltung beseitigt und das Bremselement kommt (durch dessen interne Rückstellkraft) in seine Ausgangsstellung zurück.

Aufbau der EVR

Die EVR besteht aus einem am Bremselementgehäuse befestigten Gehäuse 2, einer Verriegelungsklinke 5.1, einem Magneten 5.2 mit remanenter Selbsthaltung (Grundstellung) und Federkraftendlage (Verriegelungsstellung) mit mindestens zwei Überwachungsschaltern 5.3 und zwei Kabeleinführungen.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert.

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 Prinzipskizze der Verriegelungseinheit (EVR) mit Bremselement in Grund- und Verriegelungsstellung

Fig. 2 Anschalt- und Überwachungskaskade der EVR

Fig. 3 Kraft-Weg-Diagramm der Druckfeder und des Remanenzmagneten, Bewegungsabläufe der Verriegelungsklinke und Schaltfenster der durch die Verriegelungsklinke gesteuerten Kontaktsätze.

Funktionsweise dem EVR

Die EVR hat zwei stabile Endstellungen: Die Grundstellung 4.1 und die Verriegelungsstellung 4.2 (Fig. 1). Sie bleibt in beiden Endstellungen ohne Energiezufuhr stehen. Nur zur Stellungsänderung wird impulsförmig elektrische Energie benötigt.

Verriegelungsstellung

Zur Stellungsänderung in die Verriegelungsstellung 4.2 wird Spannung an die Anschaltleine "Verriegeln" (Fig. 2) gelegt. Sie erregt die Spule. Deren Magnetkraft überwindet die Remanenz und bringt die Verriegelungsklinke 5.1 in die Verriegelungsstellung 4.2 . . Vorher, jedoch nach dem Kippunkt, schaltet der Kontaktsatz II (Verriegelt) um, dadurch die Spule wieder ab und gleichzeitig die folgende EVR an. Kaskadenförmig laufen so alle EVR in die Verriegelungsstellung. Die Umschaltung des letzten Kontaktsatzes erzeugt die Meldung: "Alle EVR in Verriegelungsstellung" in der Steuer- und Überwachungseinrichtung.

In der Verriegelungsstellung 4.2 wird die EVR durch die eingebaute Druckfeder gehalten. Die Berührungsfläche der Verriegelungsklinke zur Bremselementoberkante ist so gestaltet, daß die in Richtung Verriegelungsklinke wirkende Kraftkomponente der Rückstellkraft des Bremselementes nicht gegen die Federkraft der Verriegelungsklinke gerichtet ist. Die Anschaltleine "Verriegeln" (Fig. 2) bleibt jedoch spannungsführend; einerseits zur Meldungserzeugung, andererseits zur selbständigen, elektromagnetischen Rückstellung der EVR, falls die Verriegelungsklinke in die durch Remanenzkraft mögliche Grundstellung 4.1 durch Erschütterung usw. kommen sollte. Dann bringt der dadurch umschaltende Kontaktsatz II die Spule kurz an Spannung, so daß der Elektromagnet 5.2 die Verriegelungsstellung 4.2 erneut und selbständig erzwingt.

Das erste, die EVR in der Folge befahrende Rad drückt das Bremselement nach unten. Die Außenseite des Bremselementpilzkopfes gleitet an der ausgefahrenen Verriegelungsklinke 5.1 vorbei und schiebt diese so lange zurück bis die Unterkante der Klinke frei wird und über der Pilzkopfoberseite zurückschnappt. Ist die Radmitte über den Bremselementkopf gerollt, wird die Aufwärtsbewegung des Bremselementes durch die Verriegelungsklinke 5.1 blockiert; das Bremselement verharrt unten. Die folgenden Räder touchieren nur leicht den unten festgelegten Bremselementkopf.

Die Betätigungswege für das Zurückkippen in die durch Remanenz mögliche Grundstellung sind so gewählt, daß der vorbeigleitende Bremselementkopf nicht den Kippunkt, aber auch nicht die Umsteuerung des Kontaktsatzes II erreicht.

Grundstellung

Durch einen erneuten Steuerungseingriff wird die Grundstellung 4.1 erreicht. Dadurch wird das Bremselement freigegeben und kann wieder in seine Ausgangsstellung zurückkommen. Dazu wird die Spannung von der Anschaltleine "Verriegeln" abgeschaltet und an die Anschaltleine "Entriegeln" angelegt.

Diese erregt die Spule in Gegenrichtung. Deren Magnetkraft überwindet die Federkraft und bringt die Verriegelungsklinke 5.1 in die Grundstellung. Kurz vorher schaltet der Kontaktsatz I (Entriegelt) um, so daß die Spule ab- und gleichzeitig die folgende EVR angeschaltet werden. Kaskadenförmig schnappen alle EVR in die Grundstellung zurück und geben die festgehaltenen Bremselemente frei. Die Umschaltung des letzten Kontaktsatzes erzeugt die Meldung: "Alle EVR in Grundstellung" in der Steuer- und Überwachungseinrichtung.

In der Grundstellung wird die EVR durch Remanenz gehalten. Sollte trotzdem die Verriegelungsklinke durch die Federkraft, Erschütterungen usw. abgedrückt werden, dann bringt der dadurch umgeschaltende Kontaktsatz I die Spule kurz an Spannung, so daß der Elektromagnet die Grundstellung erneut und selbständig erzwingt.

Die beiden Endstellungen sind entweder durch zwei getrennte Spulen (Alternative 1) oder durch eine Spule, deren Stromrichtung durch vorgeschaltete Dioden bestimmt wird (Alternative 2), zu erreichen (Fig. 2).

Claims

1. Bremselement (Kolbengleisbremselement, Retarder) (2) zur quasi kontinuierlichen Steuerung der Geschwindigkeit von Eisenbahnwagen in geneigten Gleisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement (2) mit einer elektromagnetisch betätigten Verriegelungseinheit (5) zum gesteuerten Festhalten des Bremselementes (EVR) in der unteren Lage (4.2), ausgerüstet ist.

2. Bremselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die EVR am Bremselementgehäuse (2) befestigt ist und aus einer Verriegelungsklinke (5.1) einem Magneten (5.2) mit remanenter Selbsthaltung mit einer Feder für die Verriegelungsstellung und Überwachungsschaltern (5.3) besteht.

3. Bremselement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die EVR in den beiden stabilen Endstellungen - Grundstellung (4.1) und Verriegelungsstellung (4.2) - keine Energie benötigt. Nur zur Stellungsänderung wird impulsförmige elektrische Energie benötigt.

4. Bremselement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsklinke (5.1) bei Störungen (Verlassen der Ausgangsstellung) wieder selbsttätig die Ausgangslage erreicht.

5. Bremselement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die EVR bereits bei minimal zulässiger Spurkranzhöhe der Räder wirkt.

6. Bremselement nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endstellungen des EVR entweder durch zwei getrennte Spulen oder durch eine Spule, deren Stromrichtung durch vorgeschaltete Dioden bestimmt wird, erreicht werden kann.

7. Bremselement nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die EVR kaskadenförmig hintereinander geschaltet sind und dadurch die Umschaltenergie zur Lageänderung nur von einem EVR benötigt wird.

8. Bremselement nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschalter (5.3) in der EVR eine Stellungsänderung und eine Überwachung bewirken.

9. Bremselement nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung Verriegelungsklinke wirkende Kraftkomponente der Rückstellkraft des Bremselementes nicht gegen die Federkraft der Verriegelungsklinke gerichtet ist.