DE4445583C1

DE4445583C1 - Fahr-Brems-Steuerschalter für elektrische Schienentriebfahrzeuge

Info

Publication number: DE4445583C1
Application number: DE19944445583
Authority: DE
Inventors: Guido List; Helmut Ehrlich
Original assignee: AEG Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2014-12-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahr-Brems-Steuerschalter für elektrische Schienentriebfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (DE 94 02 338 U1).

Der oder die Sollwerthebel eines besagten Fahr-Brems-Steuerschalters sind stufig oder stufenlos aus einer Ruhestellung in Positionen verschwenkbar, die bestimmten Fahr- oder Brems-Funktionen zugeordnet sind. Die Funktionsauslösung erfolgt mittels analoge Signale oder diskrete Schaltzustände definierende Sollwertgeber bekannter Art. Während im Interesse einer hohen Sicherheit im Fahrbetrieb bestimmte Funktionen bedingungslos auslösbar sein müssen, sind andere Funktionen nur unter bestimmten Bedingungen zu aktivieren.

Bekannt ist mit dem Gebrauchsmuster DE 94 02 338 U1 ein gattungsgemäßer Fahr- Brems-Steuerschalter, der über Verriegelungseinrichtungen in Form verschieblicher Verriegelungsbolzen, mit diesen zusammenwirkender Verriegelungsnockenscheiben des Wahlschalters und der Exenterscheibe eines Zylinderschlosses sowie einer Verriegelungsnut in der mit dem Sollwerthebel verbundenen Betätigungsscheibe verfügt. Mit dieser Anordnung kann in bestimmten Raststellungen des Wahlschalters, dessen Betätigung vom Zylinderschloß zugelassen oder blockiert wird, verhindert werden, daß der Sollwerthebel aus seiner Ruhestellung in einen Wirkbereich verschwenkt wird. Ist die Betätigung des Sollwerthebels jedoch freigegeben, ist er innerhalb seines Wirkbereiches in jeder Position und Betätigungsrichtung ungehemmt verschwenkbar.

Aus der Offenlegungsschrift DE 22 05 415 ist eine Lösung bekannt, bei der eine Bewegung des Sollwerthebels innerhalb seines Wirkbereiches in eine Vorzugsrichtung ungehemmt möglich ist, in die Gegenrichtung dagegen nur dann zugelassen wird, wenn eine bewußte zusätzliche Handlung ausgeführt wird. Dazu wirkt ein innerhalb des Stellhebels axial federnd geführter und durch eine Drehbewegung des Stellhebelgriffs anhebbarer Rastbolzen mit einer feststehenden sägezahnartig gezahnten Rastscheibe zusammen. Die Blockierung der Stellhebelbewegung in Gegenrichtung erfolgt jedoch nur dann, wenn der Rastbolzen an einer der Steilflanken der Verzahnung zur Anlage kommt, so daß zwischen einer beliebigen Stellposition und der nächsten Blockierposition des Stellhebels in Gegenrichtung ein Schlupf liegen kann, der maximal der Zahnteilung der Rastscheibe entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für eine gattungsgemäße Anordnung zu finden, bei der die Bewegung des Sollwerthebels in eine Vorzugsrichtung aus jeder Position ungehemmt möglich ist, die Bewegung in die Gegenrichtung aus beliebiger Position jedoch nur dann zugelassen wird, wenn eine bewußte zusätzliche Handlung ausgeführt wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Der Patentanspruch 2 enthält eine erfinderische Fortbildung der Lösung nach dem Patentanspruch 1, die Patentansprüche 3 und 4 beziehen sich auf zweckmäßige Ausgestaltungen.

Ein derartig ausgebildeter Fahr-Brems-Steuerschalter erfüllt wichtige Sicherheits- sowie Fahrkomfort-Bedingungen. Ein wesentlicher mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, daß die bewußte zusätzliche Handlung, mit der die positionsunabhängige, aber richtungsbedingt wirksame Blockade des Sollwerthebels aufhebbar ist, mit der beabsichtigten Betätigung des Sollwerthebels in die Gegenrichtung auf einfachste Weise koordinierbar ist. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Bauteile für die Blockade der Bewegung des Sollwerthebels nur einen geringen Bauraum beanspruchen, so daß ein Fahr-Brems-Steuerschalter mit einer derartigen richtungsabhängigen, jedoch positionsunabhängigen Verriegelung sehr kompakt und platzsparend ausgeführt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen veranschaulicht und beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen seitlichen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Fahr- Brems-Steuerschalter,

Fig. 2 einen seitlichen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Fahr- Brems-Steuerschalter, jedoch aus der entgegengesetzten Blickrichtung gegenüber Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 2 gezeigte Anordnung mit geschnittenem Sollwerthebel und entfernter Deckelplatte des Fahr- Brems-Steuerschalters.

Gemäß Fig. 1 verfügt ein erfindungsgemäßer Fahr-Brems-Steuerschalter 1 über einen Sollwerthebel 2, der in einer vertikalen Ebene verschwenkbar ist und mit dem in einer Ruhestellung "0" alle Fahrfunktionen deaktiviert und im Wirkbereich zwischen den Positionen "I" und "II" stufenlos Sollwerte für die Fahrgeschwindigkeit des Schienentriebfahrzeugs zwischen v = 0 und v = V_max erzeugt werden. Mit einem zweiten (in der Zeichnung dargestellten, für die Erfindung unbeachtlichen) Hebel werden die Sollwerte für die Zug- und Bremskräfte und damit für die Größe der jeweiligen Beschleunigung oder Bremsverzögerung vorgegeben.

Der Sollwerthebel 2 ist fest mit einer rechtwinklig zu ihm verlaufenden Betätigungswelle 3 verbunden. Als Teile eines Übersetzungsgetriebes wirken das fest mit der Betätigungswelle 3 verbundene erste Zahnsegment 4 mit dem Teilkreisdurchmesser A sowie ein fest mit der Sollwertgeberwelle 5 verbundenes zweites Zahnsegment 6 mit dem Teilkreisdurchmesser B zusammen, so daß mit der Betätigung des Sollwerthebels 2 ein (in der Zeichnung nicht dargestellter) Sollwertgeber üblicher Bauart mitbetätigt wird und je nach Fahrzustand des Schienentriebfahrzeugs Beschleunigung oder Bremsung veranlaßt.

Auf der Betätigungswelle 3 sitzend und mit dem ersten Zahnsegment 4 drehfest verbunden ist ein erster Sperrzylinder 7, dessen Außendurchmesser gegenüber dem Teilkreisdurchmesser A des ersten Zahnsegments 4 um eine Strecke 2a kleiner ist; auf der Sollwertgeberwelle 5 sitzend und mit dem zweiten Zahnsegment 6 drehfest verbunden ist ein zweiter Sperrzylinder 8, dessen Außendurchmesser gegenüber dem Teilkreisdurchmesser B des zweiten Zahnsegments 6 um eine Strecke 2b kleiner ist. In den durch die verringerten Durchmesser gebildeten Spalt mit der Breite a+b zwischen den Sperrzylindern 7 und 8 greift ein Sperrkeil 9 ein, dessen kleinste Keildicke kleiner und dessen größte Keildicke größer als die Strecke a+b ist. Dieser Sperrkeil 9 gleitet auf einer Führung 10 und kommt infolge der Druckfeder 11 gegen die als Bremsflächen ausgebildeten Mantelflächen 7.1 und 8.1 der Sperrzylinder 7 und 8 zur Anlage.

Bei beabsichtigter Betätigung des Sollwerthebels 2 aus einer beliebigen Position in die "Vorzugsrichtung" (d. h. Verringerung des Sollwertes der Fahrgeschwindigkeit) lassen Bewegungsrichtung und Reibung des Sperrzylinders 7 den Sperrkeil 9 gegen die Druckfeder 11 aus dem Spalt herausgleiten, so daß die Bremsflächen 7.1 und 8.1 auf dem Sperrkeil 9 gleiten, ohne sich festzusetzen.

Bei beabsichtigter Betätigung des Sollwerthebels 2 aus einer beliebigen Position in die "Gegenrichtung" (d. h. Erhöhung des Sollwertes der Fahrgeschwindigkeit) befördern Druckfeder 11 sowie Bewegungsrichtung und Reibung des Sperrzylinders 7 den Sperrkeil 9 in den Spalt hinein, so daß die Flächenpressung zwischen dem Sperrkeil 9 und den Bremsflächen 7.1 bzw. 8.1 zum Blockieren der Bewegung des Sollwerthebels 2 führt. Diese Blockade tritt schlupffrei von jeder Position des Sollwerthebels 2 innerhalb seines Wirkbereiches aus ein und verhindert im Ausführungsbeispiel, daß durch eine versehentliche Bewegung des Triebfahrzeugführers eine sprunghafte Erhöhung des Sollwertes der Fahrgeschwindigkeit vorgegeben wird.

Für eine gewollte Erhöhung des Sollwertes der Fahrgeschwindigkeit ist im Ausführungsbeispiel am oberen Ende des Sollwerthebels 2 der Knauf 12 als Entriegelungsgriff ausgeführt und drehbar angeordnet, der bei einer (nur als bewußte Handlung ausführbaren) Linksdrehung z. B. um 45° eine mit ihm drehfest verbundene Entriegelungswelle 13 betätigt, die im hohlen Schaft des Sollwerthebels 2 verläuft, kurz vor der Betätigungswelle 3 endet und an diesem Ende einen rechtwinklig abstehenden und in Ausgangsposition des Knaufes 12 parallel zur Betätigungswelle 3 gerichteten Entriegelungsstift 14 trägt. Fig. 2 zeigt, wie dieser Stift in einem umfänglich verlaufenden Schlitz den hohlen Schaft des Sollwerthebels 2 durchdringt und, wie Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 3 zeigt, gegen die äquidistant um die Betätigungswelle 3 verlaufende Führungsbahn 15.1 einer Klinke 15 schwenkt und somit bewirkt, daß letztere um ihren Drehpunkt 16 in einer vertikalen Ebene schwenkend angehoben wird. Mit dieser Schwenkbewegung drückt ein am unteren Ende der Klinke 15 angeordneter justierbarer Hubstift 17 den Sperrkeil 9 entgegen der Druckfeder 11 aus dem Spalt zwischen den Sperrzylindern 7 und 8 und außer Eingriff mit den Bremsflächen 7.1 und 8.1, so daß der Sollwerthebel 2 ungehemmt in "Gegenrichtung" bewegbar wird. Beim Loslassen des Knaufes 12 stellt eine Drehfeder 18 diesen wieder in seine Ausgangsposition zurück, der genannte Entriegelungsstift 14 schwenkt mit der Entriegelungswelle 13 zurück und gestattet der Klinke 15, in ihre Ausgangslage zurückzukehren, so daß der Sperrkeil 9 durch die Druckfeder 11 wieder zwischen den Bremsflächen 7.1 und 8.1 zur Anlage gebracht wird. Der Entriegelungsstift 14 erfüllt gleichzeitig die Funktion, den Knauf 12 und die mit ihm verbundenen oder zusammenwirkenden Teile beweglich, aber unverlierbar am Sollwerthebel 2 zu halten.

Für eine sichere Sperrfunktion der Anordnung erscheint es zweckmäßig, in Abhängigkeit von der Werkstoffpaarung der Bremsflächen 7.1/8.1 mit dem Sperrkeil 9 dessen Keilwinkel so zu wählen, daß bei versuchter Bewegung des Sollwerthebeis 2 in "Gegenrichtung" der Sperrkeil 9 zwischen den Bremsflächen 7.1 und 8.1 selbsthemmend verklemmt.

Im Interesse eines geringstmöglichen Verschleißes der Bauteile hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Strecken 2a und 2b, um die die Durchmesser der Sperrzylinder 7 und 8 gegenüber den Teilkreisdurchmessern A bzw. B zu reduzieren sind, so zu wählen, daß die Durchmesser der Sperrzylinder 7 und 8 zueinander im gleichen mathematischen Verhältnis stehen wie die Teilkreisdurchmesser A und B der ersten und zweiten Zahnsegmente 4 und 6.

Bezugszeichenliste

1 Fahr-Brems-Steuerschalter
2 Sollwerthebel
3 Betätigungswelle
4 Erstes Zahnsegment
5 Sollwertgeberwelle
6 Zweites Zahnsegment
7 Erster Sperrzylinder
7.1 Bremsfläche
8 Zweiter Sperrzylinder
8.1 Bremsfläche
9 Sperrkeil
10 Führung
11 Druckfeder
12 Knauf
13 Entriegelungswelle
14 Entriegelungsstift
15 Klinke
15.1 Führungsbahn
16 Drehpunkt
17 Hubstift
18 Drehfeder.

Claims

1. Fahr-Brems-Steuerschalter für elektrische Schienentriebfahrzeuge mit einem Sollwerthebel für Fahr-Brems-Funktionen, der mit einer horizontalen Betätigungswelle verbunden und in einer vertikalen Ebene schwenkbar angeordnet ist und mittels eines Übersetzungsgetriebes mit einer parallel zur genannten Betätigungswelle drehenden Sollwertgeberwelle, an die mindestens ein Sollwertgeber gekoppelt ist, zusammenwirkt, sowie mit einem Mittel zum bedingten Sperren bestimmter Fahr- Brems-Funktionen, gekennzeichnet durch die Merkmale:

- das Übersetzungsgetriebe besteht in an sich bekannter Weise aus einem fest mit der Betätigungswelle (3) verbundenen ersten Zahnsegment (4) mit dem Teilkreisdurchmesser A und einem fest mit der Sollwertgeberwelle (5) verbundenen zweiten Zahnsegment (6) mit dem Teilkreisdurchmesser B,
- mit der Betätigungswelle (3) ist ein erster Sperrzylinder (7) drehfest verbunden, auf dessen Umfang sich eine erste Bremsfläche (7.1) befindet und dessen Durchmesser sich aus dem Teilkreisdurchmesser A, vermindert um eine Strecke 2a, ergibt,
- mit der Sollwertgeberwelle (5) ist ein zweiter Sperrzylinder (8) drehfest verbunden, auf dessen Umfang sich eine zweite Bremsfläche (8.1) befindet und dessen Durchmesser sich aus dem Teilkreisdurchmesser B, vermindert um eine Strecke 2b, ergibt,
- in den Spalt zwischen erstem und zweitem Sperrzylinder (7 und 8) greift ein Sperrkeil (9) ein, dessen geringste Keildicke kleiner und dessen größte Keildicke größer als die Strecke a+b ist,
- bei Bewegung des Sollwerthebels (2) in eine Vorzugsrichtung wird der Sperrkeil (9) durch Bewegung und Reibwirkung der ersten Bremsfläche (7.1) aus dem Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Sperrzylinder (7 und 8) herausbewegt und gibt die Bewegung des Sollwerthebels (2) in der Vorzugsrichtung frei,
- bei Bewegung des Sollwerthebels (2) in die Gegenrichtung wird der Sperrkeil (9) durch die Bewegung und Reibwirkung der ersten Bremsfläche (7.1) in den Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Sperrzylinder (7 und 8) hineingezogen und verklemmt, so daß die Reibwirkung zwischen Keil (9), erster Bremsfläche (7.1) und zweiter Bremsfläche (8.1) die Bewegung des Sollwerthebels (2) in die Gegenrichtung blockiert,
- durch mit dem Sollwerthebel (2) verbundene und zusätzlich betätigbare Entriegelungsmittel ist die Blockade des Sollwerthebels (2) in der genannten Gegenrichtung aufhebbar.

2. Fahr-Brems-Steuerschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die mit dem Sollwerthebel (2) verbundenen und zusätzlich betätigbaren Entriegelungsmittel bestehen aus:

- einem am Sollwerthebel (2) beweglich gelagerten Entriegelungsgriff (Knauf 12),
- einer mit dem Entriegelungsgriff (Knauf 12) fest verbundenen und im hohlen Schaft des Sollwerthebels (2) verlaufenden Entriegelungswelle (13),
- einer Klinke (15), die um einen von der Betätigungswelle (3) beabstandeten Drehpunkt (16) in einer senkrecht zur Betätigungswelle (3) gerichteten Ebene schwenkbar gelagert ist und eine in Ausgangsposition äquidistant um die Betätigungswelle (3) verlaufende Führungsbahn (15.1) aufweist,
- einem mit der Entriegelungswelle (13) fest verbundenen und rechtwinklig abstehenden,in Ausgangsposition stets parallel zur Betätigungswelle (3) gerichteten, in den Abstand zwischen Führungsbahn (15.1) und Betätigungswelle (3) eingreifenden und in einem umfänglich verlaufenden Schlitz des hohlen Schafts des Sollwerthebels (2) schwenkbaren Entriegelungsstift (14),
- einem fest mit der Klinke (15) verbundenen, bei ihrem Ausschwenken den Sperrkeil (9) aus dem Spalt zwischen den Sperrzylindern (7 und 8) herausdrückenden Hubstift (17),
- einer den Entriegelungsgriff (Knauf 12) und die mit ihm verbundenen Bauteile (Entriegelungswelle 13, Entriegelungsstift 14) in die Ausgangsposition zurückführenden Drehfeder (18).

3. Fahr-Brems-Steuerschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Keilwinkel des Sperrkeils (9) in Abhängigkeit von der Werkstoffpaarung der Bremsflächen (7.1 bzw. 8.1) mit dem Sperrkeil (9) in einem solchen Bereich liegt, bei dem Selbsthemmung eintritt.

4. Fahr-Brems-Steuerschalter nach einem - der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Durchmesser der Sperrzylinder (7 und 8) zueinander im gleichen mathematischen Verhältnis - stehen wie die Teilkreisdurchmesser A und B des ersten und zweiten Zahnsegments (4 und 6).