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Einrichtung zur Verhinderung des Gleitens der Räder eines elektrischen
Triebfahrzeuges beim Bremsen Beim Bremsen von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen,
zeigt es sich, daß die Bremswirkung geschwächt wird, sobald die Räder ins Gleiten
kommen, was darauf zurückzuführen ist, daß die gleitende Reibung kleiner ist als
die Reibung, die sich beim Abrollen der Räder auf den Schienen ergibt. Wird nun
z. B. bei einer mechanischen Bremse zu stark gebremst, so kommt das Fahrzeug ins
Gleiten, der Bremsweg wird erlieblich größer als es der Fall wäre, wenn das Gleiten
nicht eingetreten wäre. Genau dasselbe gilt für elektrische Fahrzeuge, wo elektrisch
gebremst wird. Naturgemäß kommen die Räder zweier verschiedener Achsen eines solchen
Fahrzeuges im allgemeinen nicht gleichmäßig ins Gleiten, selbst wenn die Bremskraft
auf beide Achsen genau die gleiche ist. - Das rührt davon her, daß infolge der veränderlichen
Verteilung der Last im Fahrzeug und der Bremsverzögerung die Raddrücke des vorderen
und des hinteren Radsatzes verschieden sind. Außerdem können auch noch andere Einflüsse,
wie z. B. der Zustand der Schienen, Ungleichheiten im Gleiten hervorrufen.
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Es sind Einrichtungen bekannt, die das Gleiten der gebremsten Räder
eines Fahrzeuges verhindern. Bei ihnen wird elektrisch oder mechanisch der Drehzahlunterschied
zwischen einer gebremsten und einer nicht gebremsten Achse gemessen und beim Auftreten
eines Drehzahlunterschiedes eine Bremskraftregeleinrichtung in Tätigkeit gesetzt.
Die bekannten Einrichtungen berücksichtigen jedoch nicht, daß gebremste Räder sich
anders abnutzen als ein nicht gebremstes Rad und sich dadurch mit der Zeit Drehzahlunterschiede
der Achsen ergeben, da ja das Rad mit kleinerem Umfang, also das stärker abgenutzte,
sich normalerweise rascher drehen wird als das weniger stark abgenutzte. Die Bremskraftregeleinrichtung
kann also in Tätigkeit treten, ohne daß ein Gleiten der Räder eingetreten ist. Außerdem
können die Tachometerdynamos, welche zur Messung des Drehzahlenunterschiedes bei
den elektromagnetisch arbeitenden Bremskraftregeleinrichtungen dienen, Verschiedenheiten
in der Charakteristik aufweisen, die ebenfalls ein unnötiges Ansprechen der Einrichtung
hervorrufen können. Die Einrichtungen können also nicht in jedem Fall zur Erreichung
des kürzesten Bremsweges dienen; sie können sogar in besonders ungünstigen Fällen
das Bremsen stark beeinträchtigen.
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Bei elektrischen Triebfahrzeugen, bei denen elektrisch gebremst wird,
werden zur Messung des Gleitens Spannungsdifferenzen oder Stromdifferenzen zwischen
zwei Triebmotoren benutzt, wobei ebenfalls Drehzahlunterschiede durch verschiedene
Radabnutzungen entstehen können und wobei kleine Unterschiede in den Kennlinien
der Maschinen noch in erhöhtem Maße wie bei Tachometerdvnamos Schwierigkeiten bei
der Bremskraftregelung
bereiten können. Auch kann der Fall eintreten,
daß eine Unterbrechung in einem Motor entsteht, wodurch dann evtl. die Bremskraftregelv
orrichtung die Bremsung überhaupt verhindert.
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Nach der Erfindung wird das Herabsetzen des Bremswiderstandes eines
elektrischen Triebfahrzeuges beim Eintreten des Gleitens der Räder in an sich bekannter
Weise durch ein Relais verhindert, das auf die beim Gleiten entstehende Spannungsdifferenz
zweier Triebmotoren anspricht. Das Relais wird erfindungsgemäß mit einer Ausgleichswicklung
versehen, welche Spannungsdifferenzen, die durch Verschiedenheit der Motorcharakteristik
und durch Verschiedenheit der Raddurchmesser entstehen, aufhebt. Außerdem kann ein
Relais vorgesehen werden, das die Wirkung des Differentialrelais verhindert, wenn
im Stromkreis eines Motorankers eine Unterbrechung eintritt.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.
Es ist die zweimotorige elektrische Ausrüstung eines elektrischen Fahrzeuges schematisch
dargestellt, und zwar in der Bremsstellung, bei welcher zwei verschiedenen Triebachsen
zugeordnete Reihenschlußmotoranker zil, n. in Kreuzschaltung mit ihren Feldwicklungen
o1, o. geschaltet sind, die in x und y geerdet sind. Durch diese Schaltung
wird verhindert, daß bei elektrischem Bremsen zu große Brernsmomentunterschiede
oder sogar eine Generatorwirkung an einem Motor und eine Motorwirkung am andern
auftreten. Die Bremswirkung der Motoren wird mit Hilfe des Regelwiderstandes p geregelt.
Zwischen den Punkten A und B werden die Spulen q1 des Relais
q und r-1 des Relais r in Reihe geschaltet, während über die Ausgleichspule
q2 des Relais q, den Umschalter w und den Widerstand v eine zweite Erdung der Feldspulen
o1, o2 hergestellt ist. Nun erzeugen die als Generator wirkenden Mäschinen rzl o1,
rz.= o2 ungefähr die gleichen Spannungen, wenn sie beim Bremsen mit ungefähr gleicher
Umdrehungszahl laufen; die Punkte A und B haben das gleiche Potential, und die Spulen
q1, r-1 der Relais q, r erhalten keinen Strom. Tritt jedoch Gleiten der Räder
auf, so ist das Gleichgewicht der Ströme gestört, weil die Spannung der langsamer
laufenden Maschine gefallen ist. Zwischen A und B entsteht eine Spannung, die einen
Strom durch die Spulen q, r1 erzeugt. Da das Relais r- einen verhältnismäßig großen
Strom zum Ansprechen benötigt, wird es durch das Gleiten der Räder nicht beeinflußt,
während das Relais q unter der Wirkung der Spule q1 den Kontakt s öffnet. Die Unterbrechung
des Stromes u bei s verursacht-curch irgendeine bekannte elektrische Steuerung die
Verminderung der Bremskraft, bis die Anker zil und n2 wieder ungefähr mit gleicher
Geschwindigkeit laufen. Auf diese Weise wird durch einen Unterschied in der Drehzahl
der Laufachsen eines elektrischen Fahrzeuges beim elektrischen Bremsen eine selbsttätige
Herabsetzung der Bremskraft hervorgerufen. Anstatt die Relais q und
r in Abhängigkeit von der Spannung zwischen A und B ansprechen
zu lassen, könnte man sie ebensogut mit Hauptschlußwicklungen und in Abhängigkeit
von den Motorströmen :steuern.
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Mit der zusätzlichen Relaisspule q2, dem Umschalter w und der Erdung
über den Einstellwiderstand v wird der Ausgleich von Differenzen in den elektrischen
Eigenschaften der einzelnen Motoren erreicht. Je nachdem, ob die eine oder andere
Maschine beim Bremsen ohne Gleiten der Räder eine höhere Spannung erzeugt, muß die
Kompensationswicklung q2 in dem einen oder anderen Sinne vom Strom durchflossen
werden, dementsprechend muß der Umschalter w eingestellt sein. Die Größe des Ausgleichs
wird mit Hilfe des Regelwiderstandes v eingestellt und kann jederzeit bei Veränderungen
im Laufe der Zeit nachgestellt werden. Wird z.-B. ein Motor ausgewechselt, so wird
die Wirkung der Einrichtung in keiner Weise beeinträchtigt; es muß lediglich der
Widerstand v und der Umschalter w entsprechend den sich durch die Auswechslung ergebenden
neuen Verhältnissen eingestellt werden. Das Relais Y hat die Aufgabe, die selbsttätige
Einrichtung wirkungslos zu machen, falls eine Unterbrechung in einer der Motorankerwicklungen
auftritt. Die Spannung zwischen. A und Bist in diesem Falle so beträchtlich,
daß das Relais r anspricht und durch den Kontaktschluß in t die selbsttätige Vorrichtung
zur Herabsetzung der Bremskraft mittels des Relais q wirkungslos macht.
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Um die Bremskraft mit der Einrichtung beim Eintreten des Gleitens
herabzusetzen, braucht bei elektrischen Steuereinrichtungen, welche zur Herabsetzung
des Bremswiderstandes dienen, lediglich die Steuerung unterbrochen werden, so daß
der Bremswiderstand auf dem Wert gehalten wird, bei dem das Gleiten eingetreten
ist. Die Bremskraft verringert sich dann mit der Abnahme der Geschwindigkeit von
selbst. Sobald die Geschwindigkeit beid er Triebräder wieder gleich ist, kann das
Weiterabschalten des Bremswiderstandes freigegeben werden. Wird die Einrichtung
gemäß der Erfindung für ein Fahrzeug mit mechanisch bedientem Fahrschalter verwendet,
so muß sie beim Eintreten des Gleitens beim Bremsen eine mechanische Verriegelung
der Bremsschaltwalze
bewirken, so daß das Weiterabschalten des Bremswiderstandes
so lange verhindert wird, bis das Gleiten der Räder aufgehört hat.
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Die Einrichtung bringt also gegenüber bekannten Einrichtungen eine
bedeutende Verbesserung und eine wesentliche Erhöhung der Betriebssicherheit.