DE6608396U

DE6608396U - Bremseinrichtung fuer schienenfahrzeuge.

Info

Publication number: DE6608396U
Application number: DE19656608396
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-04-15
Filing date: 1965-04-15
Publication date: 1971-08-05

Description

P.A.192 257*15.4.65 ,

SIEMENS-SCHUCKERTWERKE Erlangen, den ' *. "·

Aktiengesellschaft Werner-von-Sieniens-Str. 50

PLA 65/1230

Bremseinrichtimg für Schienenfahrzeuge

Zum Abbremsen von Schienenfahrzeugen mit elektrischem Antrieb ist es bekannt, den Elektromotor als Generator zu schalten und die kinetische Energie der bewegten Maseen in Bremswiderständen zu vernichten. Man erzielt auf diese Weise eine verschleißarme und damit auch betriebssichere Bremse. Von besonderer Bedeutung ist dies bei schnellfahrenden Fahrzeugen,

-1- Bir/Na

PLA 65/1230 ' W

da die beim Bremsen zu vernichtende Energie bekanntlich mit dem Quadrat der Geschwindigkeit wächst.

Die bekannt-gewordenen Bremseinrichtungen mit generatorischen und mechanischen Bremsen befriedigen nicht,, da betriebsmäßig eine verschleißarme, d.h. generatoriache Bremse nicht in dem erforderlichen Umfang erreicht wurde und durch den unerwünscht hohen Gebrauch der mechanischen Breisss dsron Hauptfunktion als Not- und Sicherheitsbremse beeinträchtigt wurde. So sind beim Abbremsen aus Geschwindigkeiten um 200 km/h die Bremsbacken der mechanischen Bremse bereits nach wenigen Vollbremsungen unbrauchbar.

Der neuen Bremseinrichtung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Einrichtungen uureli vorrangig©n Einsatz der generatorischen Brsase gegenüber der mechanischen Bremse zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die mechanische Bremse in Abhängigkeit von Überwachungsgliedern der generatorischen Bremse steht und Mittel zur selbsttätigen Einschaltung der mechanischen Bremse bei einem Zurückbleiben der von der generatorischen Bremse gegenüber einem Bremssollwert aufgebrachten Bremskraft (Istwert) vorgesehen sind.

-2- Bir/Ia

PLA 65/1230

Zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise der Bremseinrichtung wird auf die Zeichnung verwiesen, die ein schematisches Wirkschaltbild der neuen Einrichtung zeigt.

Der Bremssollwert wird der Bremseinrichtung über einen Sollwertgeber 24 am. Führerstand des Fahrzeuges vorgegeben und gelangt zu dem Regelverstärker 1 für die Erregung des Fahrmotors 5 und gleichzeitig zum Verstärker 18 der mechanischen Bremse. Zur Erzielung eines stoßfreien Einsatzes der mechanischen Bremse 20, 21, 22 ist deren vorzugsweise elektrisch arbeitender Verstärker 18 in seiner Verstärkercharakteristik des Verhalten der druckluftbetätigten mechanischen Bremse angepaßt. Zur Messung des Erregerstromes für die Erregerwicklung 4 des Fahrmotors 5 dient ein Gleichstrommeßglied 2. Der generatorische Strom des Fahrmotors 5 wird beim Bremsen g

über ein Gleichstrommeßglied 23 gesessen» Me Temperatur des I Bremswiderstandes 6 erfaßt ein Temperaturwächter 7. Die aufgebrachte Bremskraft erfaßt ein Hallgenerator 8 in Abhängigkeit vom Erregerstrom 3 und vom generator!sehen Strom 23. Hierbei ist vorausgesetzt, daß der Fahrmotor 5 unterhalt der Sättigung betrieben wird oder der Hallgenerator der Erregerkennlinie des Fahrmotors angepaßt ist.

Solange nach Vorgabe eines Bremssollwertes über den Sollwertgeber 24 oder über eine automatische bzw. halbautomatische

-3- Bir/Na

PLA 65/1230 ^

Fahr- und Bremssteuerung die geforderte Bremswirkung von der genera-oriachen Bremse (1, 4, 5, 6) aufgebracht werden kann, spricht diese allein an, während das Bremssignal für die mechanische Bremse über ein Schaltmittel 19 unterbrochen ist. Dieses Schaltsittel 19 steht in Abhängigkeit von der Wirkung der elektrischen Bremse uncl gibt die mechanische Bremse nur dann frei, wenn die Wirkung der elektrischen Bremse - die über bekannte Meßeinrichtungen oder gefühlsmäßig vom Fahrer erfaßbar ist - unter dem der Bremseinrichtung vorgegebenen Bremssollwert bleibt, eine Überlastung der generatori9Chen Bremse droht, die Gleitschutzüberwachung des Triebfahrzeuges angesprochen hat oder aus ähnlichen Gründen. Das Schaltmittel 19 schaltet die mechanische Bremse (20, 21, 22) z.B. dann ein, wenn die vom Gleichstronuneßglied 2 gelieferte GröEe einen im Grenzwertmelder 11 eingestellten Wert des Erregerstromes überschreitet, wodurch ein Oder-Gatter 17 anspricht und das Steuersignal für das Schaltmittel 19 liefert.

Wenn der generatorische Strom im Stromkreis des Fahrmotors 5 unzulässig hohe Werte annimmt, spricht das Schaltmittel 19 über den Grenzwertmelder 13 und das Oder-Gatter 17 an.

Das vom Fahrmotor Ü> aufgebrachte Bremsmösent, das sich aus dem Produkt von generatorischem Bremsstrom und Feldstärke ergibt, also dem Produkt aus Motorstrom und Erregerstrom

t4- Bir/Na

-5.8.71

PLA 65/1230

proportional ist, wird vom Hallgenerator 8 über den Grenzwertmelder 12 ausgewertet. Der Hallgenerator 8 wird über die im Erregerstromkreis liegende Feldwicklung 3 erregt.

Für den Fall, daß die generatorische Bremse nur kurzzeitig verwendet wird, ist sie entsprechend höher belastbar. Um eine Überlappung der generatorisclien Bremse bei länger andauernden Bremsungen mit sehr hohem Bremsmoment zu vermeiden, wird nach Erreicher, ier höchst zulässigen Temperatur des Bremswiderstandes 6 vom Temperaturwächter 7 dem Regelverstärker ι für die Erregung des Fahrmotors ein Signal zugeführt. Der Regelverstärker 1 regelt unter der Wirkung dieses Signales die Bremsleistung der generatorischen Bremse auf deren zulässige Dauerleistung herab. Ein Absinken der insgesamt von der Bremseinrichtung aufgebrachten Bremskraft wird dadurch verhindert, daß das über den Temperaturwächter gebildete Beiastungssignal für die generatorische Bremse über den einen Eingang eines Und-Gatters 27 dem Oder-Gatter ι 7 zugeführt wird. Der andere Eingang des Und-Gatters 27 steht über einen auf die Dauerleistung der generatorischen Bremse eingestellten Grenzwertmelder 15 mit dem Gleichstrommeßglied 23 für den generatorischen Bremsstroin in Verbindung. Das Und-Gatter 27 gibt dann ein Signal zur Auslösung der mechanischen Bremse, wenn sowohl die Grenztemperatur des Bremswiderstandes 6 als auch die Dauerleistung der generatorischen Bremse erreicht sind.

-5- Bir/Na

PLA 65/1230

Ein Und-Gatter 9 steht mit eintm Eingang über eine Umkehrstufe 10 sowie einem auf die Anlaufzeit der generatorischen Bremse (4, 5) eingestellten Verzögerungsglied 25 mit dem Bremssollwertgeber 24 und über den anderen Eingang mit dem Gleichstrommeßglied 23 für den generatorischen Bremsstrom in Verbindung. Auf diese Weise wird das die mechanische Bremse auslösende Oder-Gatter 17 auch dann angesteuert, wenn beim Anstehen eines Sollwertes am Regelverstärker 1 im generatorischen Brerasstromkr'sis nach Ablauf der am Verzögerungsglied 25 eingestellten Anlaufzeit der generatorischen Bremse kein Strom auftritt, d.h. die generatorische Bremse nicht anspricht.

Bei Triebfahrzeugen mit generatorischer Bremse wird, um ein Überbremsen, d.h. Gleiten, der gebremsten Achsen zu verhindern, über Grenzwertmelder 14 und Schaltmittel 20 die Steuerung der Druckluftbremse 21 für das oder die generatorisch bremsenden Triebfahrzeuge so beeinflußt, daß die mechanische Bremse nur geschwächt oder gar nicht zum Einsatz kommt, solange ein Mindestwert des generatorischen Bremsstromes nicht unterschritten ist.

Bei Zügen mit generatorischer Bremse wirkt diese nur auf die Achsen der Triebfahrzeuge, während die Wagen über die Druckluftventile (22) der mechanischen Bremse gebremst werden. •Tritt während des Bremsvorganges mit der generatorischen

_ccnooo-6- Bir/Na

PLA 65/1230

Bremse ein Gleiten von (genaratcrisch gebrasstes) Triebfah?- zeugachsen auf, so wird - bis zum Wiederfangen dör gleitenden j Achsen - die generatorische Bremse in ihrer Wirksamkeit ! reduziert. Eine Gleitmeldeeinrichtung 16, die über das Oder-Gatter 17 ein Signal gibt, schaltet die mechanische Bremse der Wagen zur Unterstützung der jetzt reduzierten generatorisehen Bremse ein.

Zur Erhöhung der Stabilität der Hegelkreise innerhalb der Bremseinrichtung ist eine Wirkverbindung vom Ausgang des Schaltmittels 19 für die mechanische Bremse zum Hegelverstärker 1 für die Erregung der generatorischen Bremse vorgesehen. Hierdurch wird nach dem Einsatz der mechanischen Bremse ein Befehl zur Vo11aussteuerung der generatorischen Bremse (5) auf den Regelverstärker 1 gegeben, wodurch die Vorrangigkeit der generatorischen Bremse gegenüber der mechanischen Bremse sichergestellt ist und Pendelungen zwischen den beiden Bremssystemen vermieden werden.

Die zur Erregung des Fahrmotors 5 erforderliche Erregerleistung wird in an sich bekannter Weise dem Ankeratromkreis des Fahrmotors 5 entnommen und dem Erregerstromkreis über geeignete Gleichstromwandler zugeführt.

Die beabsichtigte Wirkung der gensratorisehen Bremse wird bei Fahrzeugen mit Geschwindiglceiten bis 200 km/h in der

-7- Bir/Na

PLA 65/1230 Mn

Regel schon dadurch erreicht, daß nur innerhalb eines Geechwindigkeitsbereiches von 50 bis 200 km/h vorrangig generatorisch gebremst wird. Eine generatorische Abbremsung bei Geschwindigkeiten unter 50 km/h bringt keine wesentlichen Vorteile, da dann die noch abzubremsende kinetische Energie des Fahrzeuges schon sehr gering ist und zudem ein besonderer Aufwand ziur Erzielung noch ausreichender generatorischer Breaeinomente erforderlich wäre. Bei Unterschreiten einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit von z.B. 60 km/h wird deshalb über Geschwindigkeitswächter 26 die mechanische Bremse eingeschaltet und die Wirkung der generatorischen Bremse kontinuierlich auf Null herabgeregelt.

8 Patentansprüche
1 Figur

-8- · Bir/Ha

Claims

44 EA.fSfeftffl5.U5 fe.spru.che

1. Bremseinrichtung für Schienenfahrzeuge, insbesondere für schnei!fahrende Schienenfahrzeuge mit generatorischer und mechanischer Bremse, bei der die generatorische Bremse vorrangig vor der mechanischen Bremse zum Einsatz kommt, dadurch gekennzeichnet, da8 die seehanlache Bremse in Abhängigkeit von Überwaohungsgliedern der generatorischen Bremse steht und Mittel aur selbsttätigen Einschaltung der mechanischen Bremse bei einem Zurückbleiben der von der generatorischen Bremse gegenüber einem Premssollwert aufgebrachten Bremskraft (Istwert) vorgesehen sind.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkverbindung zwischen dem Verstärker für die mechanische Bremse und den Druckluftventilen abhängig ist von der Größe des generatorischen Bremsstromes, der Größe der (höchstzulässigen) elektrischen Bremskraft, der Temperatur bzw. der Belastbarkeit der Bremswiderstände und/oder der Größe des Erregerstromes.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise elektrisch arbeitende Verstärker zur Steuerung der Druckluftventile der mechanischen Bremse in seiner Verstärkercharakteristik dem Verhalten der Druckluftbremse angepaßt ist.

A_fno,_ft-> Bir/Na

PLA. 65/1230

4. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Anspruch, ztir Verwendung in Zügen, die aus Triebfahrzeugen und Wagen ohne Eigenantrieb bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur selbsttätigen Einschaltung der Druckluftbramse der Wagen beim Gleiten der Achsen eines Triebfahrzeuges vorgesehen sind.

5. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die generatorische Bremse in Einsehaltabhängigkeit von der mechanischen Bremse im Sinne einer Völlaussteuerung steht, um Pendelungen zwischen generatorischer und mechanischer Bremse zu vermeiden und die Vorrangigkeit der generatorischen Bremse gegenüber der mechanischen Bremse sicherzustellen.

6. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturwächter vorgesehen ist, der bei Eri"eichen der höchstzulässigen Temperatur des Bremswiderstandes die Bremsleistung der generatorischen Bremse auf Dauerleistung zurückre^elt.

7. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die nach generatorischer Abbremsung des Fahrzeuges unter einen vorgegebenen Ceschwindigkeitswert selbsttätig einsetzende mechanische Abbremsung bsi kontinuierlicher Abschaltung der generatorischen Bremse.

-10-

Bir/Na

PLA 65/1230

8. Bremseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Versagen der generatorischen Bremse nach Ablauf einer am verzögerungsglied eingestellten Anlaufzeit für die Erregung der generatorischen Bremse die mechanische Bremse betätigt wird.

-11-

Bir/Ha

8608396-5.8.71