DE678679C - Zugbeeinflussungseinrichtung mit UEberwachung der Geschwindigkeit durch Wegschalter - Google Patents

Description

Eine der Aufgaben der Zugbeeinflussung besteht darin, mehrere verschiedene Wirkungen von der Strecke auf den Zug zu übertragen. Insbesondere ist es vielfach erwünscht, z. B. vor Hauptsignalen in Haltstellung oder vor Langsamfahrstellen mehrere Geschwindigkeitsüberwachungen stattfinden zu lassen. Hierdurch soll erreicht werden, daß ein Zug, der sich solchen Punkten mit unzulässig hoher Geschwindigkeit nähert, rechtzeitig zwangsweise gebremst wird, so daß er auch bei Unachtsamkeit des Lokomotivführers vor dem Gefahrpunkt zum Stehen kommt oder die Langsamfahrstelle nur mit der erlaubten Geschwindigkeit erreicht. Da die Zahl der Überwachungspunkte auf der Strecke von der Länge der zugelassenen Durchrutschstrecke und von der Höchstgeschwindigkeit der Züge abhängig ist, führt die angestrebte und z. T.

bereits erreichte Steigerung der Fahrgeschwindigkeiten, z. B. Schnelltriebwagen, zu weiterer Vermehrung der verschiedenen Übertragungswirkungen und zu einer Häufung von Überwachungspunkten auf der Strecke.

Es sind Einrichtungen bekanntgeworden, die bezwecken, mit möglichst wenig Beeinflussungen auszukommen und die gewünschte Anzahl von Geschwindigkeitsüberwachungen trotzdem herbeizuführen. Man hat ζ. Β die Anordnung so getroffen, daß durch die erste Beeinflussung, die ein Zug bei der Annäherung an ein Hauptsignal in Haltstellung, etwa am Vorsignal, erfährt, eine Vorrichtung in Gang gesetzt wird, die entweder eine punktförmige Geschwindigkeitsüberwachung nach Ablauf einer bestimmten Zeit oder Strecke oder eine ununterbrochene Überwachung während des Ablaufs des Zeit- oder Wegschalters entsprechend der vorgeschriebenen Bremskurve ausübt und somit besondere Überwachungspunkte auf der Strecke vermeidet. Diese Anordnung hat allerdings den Nachteil, daß die einmal angestoßene Überwachung bestehen bleibt, auch wenn bald nach der Beeinflussung ein Signalwechsel von Halt auf Fahrt stattfindet und die überwachung dann nicht mehr erwünscht ist.

Man hat vorgeschlagen, eine dauernde Geschwindigkeitsüberwachung an Stelle einer punktförmigen Prüfung durch Verwendung von Kurvenscheiben vorzusehen, die einer oder mehreren verschiedenen Bremskurven nachgebildet sind. Man hat ferner den Wegschalter für eine solche ununterbrochene

'■') Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Carl Lüddecke in Berlin-Siemensstadt.

Überwachung mit einer der Bremskurve nachgebildeten Kurvenscheibe so ausgebildet, daß die Ingangsetzung des Ablaufwerks durch einen Anstoßpunkt bestimmter Frequenz ge-S schieht und daß diese Geschwindigkeitsüberwachung durch eine erneute Beeinflussung durch einen Auflösepunkt von anderer Frequenz bei dem jeweils erreichten Geschwindigkeitswert sofort beendet wird, ίο so daß also theoretisch jede gewünschte Geschwindigkeit je nach der Entfernung der beiden Beeinflussungspunkte voneinander überwacht werden kann. Praktisch findet dieses Verfahren jedoch seine Grenze darin, daß man den Wegschalter nicht bis zu beliebig kleinen Geschwindigkeiten ablaufen lassen kann, und zwar wegen der verschiedenen Bremskurven der einzelnen Zuggattungen und besonders wegen der Abnutzung der Radreifen, von deren Umdrehungszahl der gemessene Weg abhängt.

Da die Radreifenabnutzung bei kleinen Raddurchmessern (Triebwagen) bis zu io°/₀ eines neuen Raddurchmessers betragen darf, wird der vom Wegschalter durchlaufene Weg entsprechend verkürzt und die Überwachung je nach der gewählten Einregelung entweder erst bei geringeren Geschwindigkeiten beendet als beabsichtigt, oder sie wird schon beendet, wenn die Geschwindigkeit noch nicht genügend ermäßigt ist. Diese Abweichungen führen im ersten Falle trotz richtiger Geschwindigkeitsermäßigung leicht zu Betriebsstörungen und geben im zweiten Falle nicht den von der Zugbeeinflussung beabsichtigten Schutz. Sie können bei langen Bremswegen, also bei Ermäßigungen von sehr hohen auf "niedrige Geschwindigkeiten bereits so stark sein, daß sie betrieblich und sicherheitstechnisch untragbar sind.

Auch bei dieser Anordnung besteht noch der Nachteil, daß die einmal angestoßene überwachung bis zum Rückstellpunkt bestehen bleibt, und daß daher die Geschwindigkeitsherabsetzung fortgesetzt werden muß, auch wenn ein Signalwechsel inzwischen eine Beschleunigung der Fahrt zulassen würde.

Die Radabnutzung hat außerdem zur Folge, daß die tatsächlich gefahrene Geschwindigkeit zu hoch angezeigt wird, was dem Lokomotivführer nicht unbekannt bleibt. Um die festgelegte Fahrzeit des Zuges einhalten und die erforderliche Geschwindigkeit beibehalten zu können, müßte die zu hohe Geschwindigkeitsanzeige in Kauf genommen werden. Diese mangelnde Übereinstimmung zwischen der angezeigten und der wirklichen Geschwindigkeit würde in noch höherem Maße zu Betriebsstörungen führen, wenn nicht auf andere Weise ein Ausgleich geschaffen würde, z.B. durch regelbare Veränderung der auf den Geschwindigkeitsmesser wirkenden Drehmomentkräfte. Bei Betrachtung der Erfindung soll angenommen werden, daß der Lokomotivführer sich zur Feststellung der Geschwindigkeit nach der Anzeige des Geschwindigkeitsmessers richtet, mit dem die Überwachungseinrichtung zusammenarbeitet.

Aus den genannten Gründen ist die Anwendbarkeit der von einem Wegschalter abhängigen ununterbrochenen Geschwindigkeitsüberwachung begrenzt auf verhältnismäßig kurze Wegstrecken. Zur vollkommenen Sicherung der Züge wurden daher noch weitere Geschwindigkeitsüberwachungen und infolgedessen auch weitere Beeinfiussungspunkte von unterschiedlicher Wirkung notwendig werden. Es wurde bereits bei einer Einrichtung mit punktförmiger Geschwindigkeitsüberwachung und Verwendung eines vom zurückgelegten Wege abhängigen Ablauf werks vorgeschlagen, die Zuggeschwindigkeit entsprechend einer vorgeschriebenen Bremskurve zu überwachen und die Anordnung so zu treffen, daß das an einem ersten Beeinflussungspunkt in Gang gesetzte Ablaufwerk wirkungslos abläuft, bis infolge einer zweiten oder weiteren Beeinflussung noch während des Ablaufs die von dem Ablaufwerk jeweils vorgeschriebene Geschwindigkeit punktweise geprüft wird. Eine Vermehrung von Übertragungswirkungen für diese verschiedenen Geschwindigkeitswerte wird zwecks Vereinfachung derartiger Vorrichtungen gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß alle Beeinflussungspunkte auf der Strecke, die das Ablaufwerk in Gang setzen und während seines Ablaufs die Geschwindigkeitsprüfungen herbeiführen, in ihrer Wirkung und Anordnung längs der Strecke gleichwertig sind. Die Unterscheidung ist nämlich ohne weiteres durch die verschiedenen Entfernungen der Prüf punkte vom Anstoßpunkt gegeben.

Ferner besteht gemäß der Erfindung die Möglichkeit, wie weiter unten näher dargestellt, durch geeignete Formgebung der Kurvenscheibe des Wegschalters die durch die Radabnutzung bedingten Fehler auszugleichen.

Das Wesen dieser Erfindung wird an Hand der Abbildungen naher erläutert.

Abb. ι zeigt ein Beispiel für eine Geschwindigkeitsüberwachung gemäß der Erfindung. An der Strecke ί befinden sich die Beeinfiussungspunkte i, 2, 3, an denen die Prüfung auf die Geschwindigkeiten V₁, V₂ und V₃ stattfinden soll. Am Punkt 1 wird der Wegschalter in Gang gesetzt, der seine Kurvenscheibe entsprechend der äußerst zulässigen Bremskurve 40 z. B. über die Strecke s bis zur Geschwindigkeit v._t ablaufen läßt, wo die Grundstellung selbsttätig herge-

stellt wird. Bei jeder Beeinflussung, die während des Ablaufs dieser Kurvenscheibe eintritt, wird geprüft, ob der Zug die dort zugelassene Geschwindigkeit über- oder unterscheidet.

Fährt z. B. ein Zug nach der Kurve 5, so kann er an den Punkten 1 und 2 ungehindert weiterfahren, wird aber im Punkt 3 bei der unzulässigen Geschwindigkeit V_x zwangsweise nach der Kurve 6 gebremst, so daß er noch vor dem Gefahrpunkt 7 zum Halten kommt.

Wenn jedoch die Beeinflussungspunkte 1

bis 3 von einem Signal abhängig sind und die Freigabe dieses Signals z. B. nach dem Überfahren des Punktes 2 eintritt, so kann der Zug seine Geschwindigkeit nach der gestrichelten Kurve 8 wieder steigern, da er nun im Punkt 3 keine Beeinflussung mehr erfährt.

Eine Vervollkommnung dieser Einrichtung wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß man die von der Kurvenscheibe vorgeschriebene Bremskurve mit Rücksicht auf die Radreifenabnutzung nicht stetig, wie nach Abb. i, sondern stufenförmig ausbildet. Stufenförmig verlaufende Geschwindigkeitsüberwachungen sind zwar an sich bekannt. Bei den bekannten Ausführungen dieser Art wurde jedoch nicht Rücksicht genommen auf Verschiebungen, die sich infolge der Radreifenabnutzung ergeben. Die Erfindung dagegen sieht eine derartige Bemessung der Geschwindigkeitsstufen und eine solche Lage der Beeinflussungspunkte vor, daß der Einfluß der Radreifenabnutzung ausgeglichen wird.

Zunächst ist in der Abb. 2 dargestellt, welche Abweichungen von der beabsichtigten Geschwindigkeitsüberwachung durch dieRadabnutzung entsteht. Es sei angenommen, daß die vom Wegschalter vorgezeichnete Kurve 40 bei neuen Radreifen genau der zulässigen Bremskurve entspricht, wobei der Wegschalter die Strecke S₁ durchmißt. Dann durchläuft er bei abgenutztem Radreifen eise um das Maß/ verkürzte StreckeS₂, und seine Kurvenscheibe beschreibt dabei die steilere Kurve 9. Infolgedessen findet die Überwachung im Punkt 3 nicht bei der vorgeschriebenen Geschwindigkeit v_s, sondern bei der geringeren Geschwindigkeit v_s statt. Ein Zug, der nach der Kurve 5 den Punkt 3 mit der. erlaubten Geschwindigkeit Vy erreicht, wird also infolge Überschreitung des geprüften Wertes V₅ unerwartet gebremst, obwohl er z. B. die folgende Langsamfahrstelle 7 nach der höheren Linie 8 durchfahren darf. Eine Betriebsstörung ist die Folge.
Diesem Übelstand hilft die Erfindung durch stufenförmige Ausbildung der Kurvenscheibe ab, ohne daß besondere Maßnahmen zur Nachregelung des durch die Radabnutzung bedingten Fehlers der zu messenden Strecke nötwendig werden.

Ein Beispiel hierfür ist in Abb. 3 dargestellt. Die Kurvenscheibe wird gemäß der schraffierten Treppenlinie 4 mit den Geschwindigkeitsstufen V₁ bis Vi ausgebildet. Nach diesem Kurvenzug erfolgt die Überwachung bei den Beeinflussungspunkten 1, 2, 3 oder den angedeuteten Zwischenpunkten, wenn der Radstreifen neu ist und der von ihm angetriebene Wegschalter die Strecke S₁ durchmißt, bis er in die Grundstellung zurückkehrt. Man kann so viele Punkte vorsehen als die Kurve Stufen hat. Bei der äußerst zulässigen Radabnutzung verkürzt sich die vom Wegschalter durchlaufene Strecke um das Maß f, so daß also im ungünstigsten Falle nur die Strecke S₂ bis zur Rückstellung durchfahren wird. Im gleichen Verhältnis verschieben sich auch alle Geschwindigkeitsstufen der Kurvenscheibe, so daß die Überwachung bei vollkommen abgenutzten Radstreifen nach der strichpunktierten Treppenlinie 9 erfolgt.

Wenn nun jede Stufe so lang gewählt wird, daß sie länger ist, als die größtmögliche Verschiebung ausmacht, so bleibt immer eine Überdeckung dieser beiden äußersten Treppenlinien 4 und 9 bestehen. Die einzelnen Beeinflussungspunkte 2, 3 usw. auf der Strecke müssen dann so gelegt werden, daß sie jeweils in den Bereich dieser Überdeckung fallen; dementsprechend sind ihre Entfernungen I₂, /₃ usw. vom Beeinflussungspunkt 1 zu wählen.

Auf diese Weise wird erreicht, daß trotz der Verkürzung des Wegschalterablaufs bei allen zulässigen Radabnutzungen an jedem Prüfpunkt doch immer die beabsichtigten Geschwindigkeiten V₂, V₃ usw. wirklich geprüft werden. Wenn nun ein Zug nach der Linie 5 mit der erlaubten Geschwindigkeit v_v den Punkt 3 erreicht, so erfährt er durch die . Prüfung auf z-₃ keine Zwangsbremsung und kann die Fahrt z. B. nach der Linie 8 auf der Langsamfahrstreeke 7 fortsetzen.

Während man bei den bekannten Einrichtungen verschiedene Geschwindigkeitsüberwachungen nur dadurch erzielen kann, daß man z. B. in jedem Überwachungspunkt eine andere Frequenz verwendet, ist es ein besonderer Vorzug der Erfindung, daß zur Durchführung der verschiedenen und trotz der Radabnutzung genauen Geschwindigkeitsüberwachungen nur eine Übertragungswirkung nötig ist; denn mit der ersten Beeinflussung wird der Wegschalter angestoßen, und mit jeder gleichartigen Beeinflussung, die innerhalb der vom Wegschalter gemessenen Strecke folgt, tritt die Überwachung bei allen gewünschten Geschwindigkeitswerten ein.

Dieser Vorteil wird auch beibehalten, wenn man zur Ersparnis an Beeinflussungspunkten auf der Strecke eine Einrichtung wählt, die aus der Anordnung gemäß der Erfindung und der bereits erwähnten, bekannten Vorrichtungen zur ununterbrochenen Geschwindigkeitsüberwachung zusammengesetzt ist. Bildet man nämlich entsprechend Abb. 4 die Kurvenscheibe des Wegschalters derart aus, daß auf dem ersten oberen Teil eine ununterbrochene Überwachung nach einer stetig abnehmenden Bremskurve bis zu einer mittleren Geschwindigkeit v_% stattfindet, während der anschließende untere Teil die Punktüberwachung nach Bedarf gestattet, z. B. nach der Stufenform 4, so werden Beeinflussungspunkte auf der Teilstrecke .% vermieden. Da der obere Teil der Bremskurve sehr flach verläuft, ist der Fehler infolge der Radabnutzung noch ao gering und die Fahrbeschränkung auch bei Signalwechsel betrieblich leichter tragbar. Auf dem unteren, steileren Teil der Bremskurve tritt der Vorteil der Stufenform und die Überwachung durch wenige besondere Beeinflussungen stärker in Erscheinung.

In Abb. 4 ist zur besseren Unterscheidung der verschiedenen Wirkungsweisen die ununterbrochene Überwachung während des Wegsch'alterablaufs S₂ durch die schraffierte Fläche und die Bereitschaft zur Punktüberwachung während der restlichen Strecke durch die schraffierten Kanten angedeutet. Die Strecke s_s für die stetige Kurve 10 braucht mit der Strecke S₂ für die Dauer-Überwachung nicht übereinzustimmen. Die gestrichelte Linie zeigt die Fortsetzung der Bremskurve in dem unteren Teil, wo sie durch die Stufe 4 ersetzt wird. Die Durchführung der Stufenlinie bis zur Geschwindigkeit Null hat praktisch wenig Sinn und ist auch wegen der Verkürzung der Stufen unzweckmäßig.

Diese Einrichtung kann außerdem noch vervollkommnet werden, indem der Wegschalter infolge einer Beeinflussung während der Dauerüberwachung in seinem Ablauf angehalten oder in die Grundstellung zurückgeführt und somit die Überwachung bei der jeweils erreichten Geschwindigkeit unterbrachen wird. Durch geeigneten Abstand eines solchen Beeinflussungspunktes 12 vom Anstoßpunkt 1 hat man es daher in der Hand, oberhalb der mittleren Geschwindigkeit V₂ jeden beliebigen Wert zu prüfen. Diese Beeinflussung kann ebenfalls die gleiche Übertragungswirkung wie alle übrigen bei der Kurvenüberwachung beteiligten Beeinflussungen haben. Die Unterscheidung ist in einfacher Weise dadurch gegeben, ob nach der ersten Beeinflussung im Punkt 1 eine zweite gleiche Beeinflussung innerhalb der Strecke J₂ oder erst später erfolgt. Kommt sie vorher, so wird die Geschwindigkeitsüberwachung unterbrochen, kommt sie später, so wird die Überwachung weiter durchgeführt.

In dieser Form gestattet die vom Wegschalter abhängige Kurvenscheibe gemäß der Erfindung eine einfache und den"praktischen Bedürfnissen weitgehend angepaßte Geschwindigkeitsüberwachung.

Abb. 5 zeigt ein Beispiel dafür, wie die Einrichtung mit der stufenförmigen Überwachung (Ablaufwerk) ausgebildet werden kann.

Das Ablaufwerk ist in Verbindung mit einem Geschwindigkeitsmesser 11 gebracht. Dieser Geschwindigkeitsmesser besteht aus einer Trommel 13, einem Zeiger 38 und der kontaktgebenden Fläche 16 und einer Isolierfläche 17, deren Berührungslinie der Kurven, 10 nach Abb. 4 entspricht. Die Trommel 13, auf welcher der Zeiger 38 fest angeordnet ist, wird in bekannter Weise von der Zugachse 15 über nicht dargestellte Zwischenglieder so beeinflußt, daß der Zeiger 38 die jeweilige Geschwindigkeit angibt· Auf der Trommel 13 schleifen zwei Kontaktfedern 18, 19, die im Stromkreis des Bremsmagneten 20 liegen. Die eine Kontaktfeder 19 befindet sich an einer durch eine Feder 39 beeinflußten Zahn-Stange 21, die durch ein Getriebe 22, 23, 24, 25, 26 mit der biegsamen Welle 14 in Verbindung steht und über diese von der Achse 15 angetrieben wird. Das Getriebe wird gesteuert durch einen Wegschalterkuppel- magneten 27, der von einem Kontaktpaar 28 des Empfangsrelais 29 abhängig ist.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

In bekannter Weise wird das Empfangsrelais 29 am. ersten Beeinflussungspunkt 1 zum Abfallen gebracht. Die Kontakte 28 werden geschlossen, und hierdurch wird durch Vermittlung des Kuppelmagneten 27 die Zahnstange 21 mit der Achse 15 gekuppelt und ¹⁰S bleibt in bekannter Weise gekuppelt, selbst wenn das Empfangsrelais wieder in seine Grundstellung zurückgekehrt ist. Infolgedessen bewegt sich die Zahnstange21 abwärts. Wie aus Abb. 5 ersichtlich, würde, falls der Zug die hohe Geschwindigkeit beibehält, der Kontakt 19 sehr bald auf die Isolierfläche 17 geraten und den Stromkreis des Bremsmagneten unterbrechen. Vermindert der Zug die Geschwindigkeit entsprechend der Kurve 4, ^1J5 10, so erfolgt dagegen keine Stromunterbrechung am Bremsmagneten. Parallel zu den Kontakten 18, 19 liegt ein Kontakt 30 am Empfangsrelais 29, so daß der Bremsmagnet 20 nur stromlos wird, wenn gleichzeitig von Kontakt 18, 19 und 30 die Stromunterbrechung eintritt, d, h. wenn die Ge-

schwindigkeit des Zuges in dem Augenblick zu hoch ist, wo eine Beeinflussung des Empfangsrelais eintritt. Die Leitung 31 endet in diesem Falle am Punkt 32. Man kann statt dessen die Einrichtung auch so treffen, daß die Leitung 31 zu einem Kontakthebel 33 führt, der über einen zweiten Kontakthebel 34 und eine Leitung 37 die Verbindung zu dem Bremsmagneten 20 herstellt. Normalerweise ist der Kontakt 33, 34 geöffnet, er wird nur geschlossen, wenn beim Abwärtsbewegen der Zahnstange 21 der Nocken 35 das Auflaufrädchen 36 und damit den Kontakthebel 33 nach rechts bewegt. Hierdurch wird erreicht, daß zu Beginn der Abwärtsbewegung der Zahnstange 21 der Stromkreis des Bremsmagneten 20 von der Lage des Empfangsrelais unabhängig ist und die Bremsung sofort eintritt, wenn der Kontakt 19 die Isolierfläche der Tachometertrommel 13 berührt. Beim zweiten Teil der Abwärtsbewegung der Zahnstange 21 dagegen ist der Kontakt 30 mit den Kontakten 18 und 19 parallel geschaltet. Die Zwangsbremsung tritt erst dann ein, wenn Kontakt 30 und 18, 19 gleichzeitig unterbrochen werden. Der erste Teil der Abwärtsbewegung der Zahnstange 21 bis zum Kontaktschluß 33, 34 entspricht der vom Wegschalter zurückgelegten Strecke S₂ der Abb. 4.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Zugbeeinflussungseinrichtung mit punktförmiger Geschwindigkeitsüberwachung und Verwendung eines vom zurückgelegten Wege abhängigen Ablaufwerkes, das die Zuggeschwindigkeit entsprechend einer vorgeschriebenen Bremskurve überwacht, wobei das an einem ersten Beeinflussungspunkt in Gang gesetzte Ablaufwerk wirkungslos abläuft, bis infolge einer zweiten oder weiteren Beeinflussung noch während des Ablaufes die von dem Ablauf werk jeweils vorgeschriebene Geschwindigkeit punktweise geprüft wird, dadurch gekennzeichnet, daß alle Beeinflussungspunkte (1, 2, 3) auf der Strecke, die das Ablaufwerk in Gang setzen und während seines Ablaufs die Geschwindigkeitsprüfungen herbeiführen, in ihrer Wirkung und Anordnung längs der Strecke gleichartig sind.
2. 2. ,Zugbeeinflussungseinrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ablaufwerk an Stelle einer stetig verlaufenden Bremskurve (40) eine stufenförmige Kurve (4) verwendet wird, deren einzelne Stufen länger sind als die durch die Radreifenabnutzung bedingte höchst zulässige Verkürzung der von dem Ablaufwerk durchmessenen Strecke.
3. 3. Zugbeeinflussungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhen der zu prüfenden Geschwindigkeiten durch die, Entfernungen der folgenden Beeinflussungspunkte (2, 3) von dem ersten, das Ablaufwerk in Gang setzenden Beeinflussungspunkt bestimmt werden.
4. 4. Zugbeeinflussungseinrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Ablaufwerk vorgeschriebene Kurve aus zwei Teilen zusammengesetzt ist, deren erster Teil eine ununterbrochene Geschwindigkeitsüberwachung nach einer stetigen Bremskurve (10) ohne besondere Beeinflussungen bewirkt und deren zweiter Teil (4) gemäß Anspruch 2 punktförmige Geschwindigkeitsprüfungen durch weitere Beeinflussungen zuläßt.
5. 5. Zugbeeinflussungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaufwerk während des Ablaufs im ersten Teil mit ununterbrochener Überwachung durch eine zweite gleich- oder andersartige Beeinflussung aufgehalten und in Grundstellung zurückgeführt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen