DE2303490A1

DE2303490A1 - Ueberwachungseinrichtung fuer gleitund/oder schleuderschutzanlagen von fahrzeugen, insbesondere schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE2303490A1
Application number: DE2303490A
Authority: DE
Inventors: Georg Geier
Original assignee: Wabco Westinghouse GmbH Germany
Current assignee: Wabco Westinghouse GmbH Germany
Priority date: 1973-01-25
Filing date: 1973-01-25
Publication date: 1974-08-01
Also published as: ZA738913B; BR7400460D0; US3909072A; CA1018633A; DE2303490B2; JPS49109790A

Description

Hannover, d. 24.1.1973 WP 4/73

Westinghouse Bremsen- und Apparatebau GmbH, Hannover

Überwachungseinrichtung für Gleit- und/oder Schleuderschutzanlagen von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungseinrichtung für Gleit- und/oder Schleuderschutzanlagen von Fahrzeugen, insbesondere von Schienenfahrzeugen, mit mindestens einem durch ein elektrisches Schaltorgan umschaltbaren Steuerorgan für den Bremsdruck bzw. die Antriebskraft.

Bei Gleit- und/oder Schleuderschutzanlagen dieser Art besteht bekanntlich die Gefahr, daß häufiges fehlerhaftes Ansprechen der Steuerorgane zu einem Unwirksamwerden der Brems- bzw. Antriebskraft führen kann. Um dies zu verhindern, ist es angezeigt, der Gleit- und/oder Schleuderschutzanlage eine Überwachungseinrichtung zuzuordnen, welche die Anlage beim Auftreten der fehlerhaften Arbeitsweise abschalten soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überwachungseinrichtung dieser Art zu schaffen, deren Ansprechkriterium die Ansprechhäufigkeit der Steuerorgane der Gleit- und/oder Schleuderschutzanlage ist, sobald sie über eine normale Ansprechhäufigkeit dieser Organe hinausgeht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ausgang des Schaltorgans über ein Integrierglied mit einer bistabilen Kippstufe zum Betätigen eines Spannungsversorgungs-

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schaltera verbindbar ist, durch welchen die Spannungsversorgung des Steuerorgans abschaltbar ist.

In dem Integrierglied werden die vom Schaltorgan hervorgerufenen Ansprechzeiten integriert. Deren Integral ist ein Maß für die Ansprechhäufigkeit des Steuerorgans. Überschreitet eg einen für die Anlage spezifischen Grenzwert, so wird der Spannungsversorgungsschalter über die dann umkippende bistabile Kippstufe betätigt und somit die Spannungsversorgung des Steuerorgans unterbrochen. Auf diese Weise ist es möglich, bei einem häufigen fehlerhaften Ansprechen des Steuerorgans die volle Brems- bzw. Antriebskraft nur durch Abschalten der fehlerhaft arbeitenden Organe, nicht aber der ganzen Anlage, aufrechtzuerhalten.

Es ist ferner in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß dem Spannungsversorgungsschalter ein Meßwiderstand vorgeschaltet ist, und daß ein parallel zum Spannungsversorgungsschalter geschalteter Strombegrenzungsschalter vorgesehen ist, dessen Ausgangsleitung mit der Steuerleitung des Spannungsversorgungsschslters verbunden ist und dessen Steuerleitung zwischen swei Widerständen eines Versorgungsspannungsteilers abgezweigt ist, derart, daß der Strombegrenzungsschalter bei gleicher Spannung im Me3wi4erstan4 μη4 in üzm einen Widerstand, des Versorgungsspajmungsteilers durehschaltbai? ist, wbei die bistabile Kippstufe durch den Strombegrenzungsschalter über einen von dieses betätigbaren Abschalter anateuerbar ist, der mit der bistabilen Kippstufe vorzugsweise über ein Dämpfungsglied verbindbar ist*

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Bei Erreichen eines durch den Spannungsteiler vorgegebenen Wertes der Spannung und somit des ihr proportionalen Stromes am Meßwiderstand schaltet der Strombegrenzungsschalter durch und begrenzt hiermit den Strom, den der Spannungsversorgungsschalter durchlassen kann, während der dann ebenfalls durchschaltende Abschalter geringfügig verzögert die Versorgungsspannung für das Steuerorgan abschaltet. Auf diese Weise ist neben der Überwachung der Ansprechhäufigkeit auch eine Kurzschlußüberwachung erzielbar.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist dem Steuerorgan eine parallelgeschaltete Ansprechanzeige zugeordnet, die zusammen mit zwei hintereinandergeschalteten Widerständen in einer unter der Versorgungsspannung stehenden Leitung liegt, welche mit dem Ausgang des Schaltorgans über eine weitere Leitung verbindbar ist, die an einem zwischen den beiden Widerständen liegenden Punkt der diese miteinander verbindenden Leitung abgezweigt ist.

Auf diese Weise ist es möglich, bei Unterbrechung der Steuerleitung zu dem Steuerorgan dies durch ein Leuchten der Ansprechanzeige mit verminderter Leuchtstärke anzuzeigen und außerdem die Spannungsversorgung für das Steuerorgan einige Zeit nach der Leitungsunterbrechung abzuschalten.

Es ist auQh gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Schaltorgan und das ihm zugeordnete Steuerorgan durch eine Leitung verbunden sind, von der eine erste Abzweigung mit einem Widerstand und eine zweite Abzweigung mit einer Ansprechanzeige abgehen und in welcher eine zwischen den Ausgangspunkten beider Abzweigungen geschaltete Diode liegte 0 9831/0505

Hierdurch wird auch hier "bei Leitungsunterbrechung die Spannungsversorgung für das Steuerorgan abgeschaltet, während die Ansprechanzeige gelöscht wird.

Im folgenden sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung • unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Eb zeigt

Fig. 1 eine elektronische Überwachungseinrichtung für die Ansprechhäufigkeit der Bremsdruck- oder Antriebskraftsteuerorgane einer Gleit- und/oder Schleuderschutzanlage, als Schaltung dargestellt.

Fig. 2 eine Variante der Überwachungseinrichtung nach Fig. 1 mit einem zusätzlichen Schaltkreis für die Kurzschlußüberwachung.

Fig. 3 eine erste Variante der Überwachungseinrichtung nach Fig. 2 mit einem zusätzlichen Schaltkreis für die Leitungsbruchüberwachung und einer bei Leitungsbruch schwach leuchtenden Anzeige.

Fig. 4 eine zweite Variante der Überwachungseinrichtung nach Fig. 1 mit einem zusätzlichen Schaltkreis für die Leitungsbruchüberwachung und einer bei Leitungsbruch nicht leuchtenden Anzeige.

Die in der Figur 1 dargestellte Schaltung beinhaltet zwei parallelgeschaltete Transistoren 1 und 2, die als Schaltorgane für als Magnetventile 3 und 4 ausgebildete Steuerorgane einer nicht näher gezeigten Gleit- und/oder Schleuderschutzanlage eines Fahr-

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2seuges dienen. Bei Gefahr eines Gleitens bzw. Schleuderas des Fahrzeuges wird durch die Magnetventile 3 und 4 der Bremszylinderdruck bzw. die Motorleistung in bekannter Weise beeinflußt. Die Betätigung der Magnetventile 3 und 4 erfolgt dabei bekanntlich durch die Transistoren 1 und 2 mit Hilfe von Steuersignalen, die an deren Basis im Sinne eines Umschaltens derselben wirksam werden.

Die Kollektorleitungen der Transistoren 1 und 2 sind mit je einem Eingang eines ODER-Gliedes 5 verbunden, dessen Ausgang über ein Integrierglied 6 mit einem ersten Eingang einer bistabilen Kippstufe 7 verbunden ist. Diese hat eine Grundstellung, die sie beim Einschalten der Einrichtung'stets einnimmt.

An eine vom Ausgang der Kippstufe 7 abgehende Leitung ist die Basis eines weiteren Transistors 8 angeschlossen, dessen Kollektorleitung einen Widerstand 9 enthält und mit der Basis eines dritten, als Spannungsversorgungsschalter dienenden Transistors 10 verbunden ist. Über ihn können die Magnetventile 3 und 4 mit einer Versorgungsspannung versorgt werden, welche zwischen einer positiven und einer negativen Speiseleitung wirksam ist.

Die Schaltung enthält ferner eine parallel zu den Transistoren 1 und 2 geschaltete Anzeige 11 sowie eine Schalttaste 11^f, die mit einem zweiten Eingang der bistabilen Kippstufe 7 verbunden ist.

über das ODER-Glied 5 gelangen Signale entsprechend der von den Transistoren 1 und 2 hervorgerufenen Ansprechzeiten der Magnetventile 3 bzw. 4 auf das Integrierglied 6 und werden in diesem

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integriert. Wenn nun die Ansprechhäufigkeit der Magnetventile und 4 ein bestimmtes Maß überschreitet, gibt das Integrierglied ein Signal an die bistabile Kippstufe 7» wodurch ein Umkippen derselben bewirkt wird. Infolgedessen wird der Transistor 10 nicht mehr vom Transistor 8 über den Widerstand 9 angesteuert und sperrt somit die Leitung zu den Eingängen der Transistoren 1 und 2. Damit ist die Spannungsversorgung für die Magnetventile 3 und 4 unterbrochen, was durch die Anzeige 11 angezeigt wird. Ein Rückschalten in den Betriebszustand ist durch Schließen der Taste 11· möglich.

Die Schaltung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Schaltung nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß sie einen zusätzlichen Schaltkreis für die KurzSchlußüberwachung beinhaltet. Dieser Schaltkreis enthält einen dem Transistor 10 vorgeschalteten Meßwiderstand 12 und einen über einen weiteren Widerstand 14 zu speisenden Transistor 15» dessen Emitterleitung mit der Basisleitung des Transistors 10 verbunden ist. Die Basisleitung des als Strombegrenzungsschalters dienenden Transistors 15 ist zwischen zwei Widerständen 16 und 17 eines die Versorgungsspannung teilenden Spannungsteilers abgezweigt.

Der Schaltkreis für die KurzSchlußüberwachung enthält ferner einen weiteren, als Abschalter dienenden Transistor 18, dessen Emitter mit der positiven Speiseleitung verbunden ist und dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors 15 gekoppelt ist. Der Kollektor des Transistors 18 steht seinerseits über Widerstände 19 und 20 mit einem dritten Eingang der bistabilen Kipp-

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stufe 7 in Verbindung. Zwischen den Widerständen 19 und 20 ist eine Verbindungsleitung zur negativen Speiseleitung abgezweigt, in der ein Kondensator 21 geschaltet ist. Dieser bildet zusammen mit den Widerständen 19 und 20 ein Dämpfungsglied zum Dämpfen eines vom Transistor 18 an die bistabile Kippstufe 7 abgegebenen Signals.

Am Widerstand 12 entsteht dem Strom proportional eine Spannung. Erreicht diese Spannung den Wert der Spannung am Widerstand 16, der durch die von den Widerständen 16 und 17 bewirkte Spannungsteilung vorgegeben ist, so steuert der Transistor 15 durch und begrenzt damit den Strom, den der Transistor 10 durchlassen kann. Der zulässige Strom vom Transistor 10 steigt mit der Versorgungsspannung, da die Widerstände 16 und 17 an dieser liegen. Damit wird der höheren Stromaufnahme der Magnetventile 3 und 4 bei höherer Spannung Rechnung getragen. Die erzielte Strombegrenzungsschaltung ist weitgehend temperaturstabil, da sich die Emitter - Basis Strecke des Transistors 10 und die Basis - Emitter - Strecke des Transistors 15 kompensieren. Gleichzeitig, wenn der Transistor durchsteuert, wird von diesem der Transistor 18 durchgesteuert, der infolge der durch die Zusammenschaltung der Widerstände 19 und 20 und der Kondensator 21 bewirkten Dämpfung etwas verzögert die Kippstufe 7 ansteuert und damit die Spannungsversorgung für die Magnetventile 3 und 4 unterbricht.

Die Schaltung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Schaltung nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß sie einen Nebenkreis für die Überwachung bei Leitungsunterbrechung beinhaltet. Der Nebenkreis für die Kurzschlußuberwachung ist in Fig. 3 außer dem Maßwiderstand 12 nicht dargestellt, jedoch identisch wie in Fig. 2 ausge-

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bildet.

Der Überwachungskreis "bei Leitungsunterbrechung enthält zwei parallelgeschaltete Widerstandspaare 22, 24 und 23, 25, wobei die Widerstände 22 und 23 einen wesentlich größeren Widerstand als die Magnetventile 3 und 4 haben. Die Widerstände 22 und bzw. 23 und 25 sind miteinander über je eine Leitung verbunden, in der auch eine Ansprechanzeige 26 bzw. 27 hinter den beiden Widerständen geschaltet ist. Zwischen den Widerständen jedes Paares ist eine Leitung abgezweigt, die mit je einer Kollektorleitung der (Transistoren 1 und 2 gekoppelt ist.

Die Ansprechanzeigen 26 und 27 leuchten mit normaler Leuchtstärke auf, wenn die Magnetventile 3 bzw. 4 eingeschaltet sind. Bei einer Leitungsunterbrechung wird durch die Aufteilung der Vorwiderstände 22, 24 bzw. 23, 25 für die Anzeigen 26 und 27 erreicht, daß an den Magnetventilen 3 und 4 die Spannung zwischen den Widerständen 22 und 24 oder 23 und 25 so groß wird, daß das ODER-Glied 5 angesteuert und somit das Integrierglied 6 betätigt wird. Die Ansprechanzeigen leuchten nunmehr mit verminderter Leuchtstärke, bis die Integrationszeit vom Integrierglied 6 abgelaufen ist und der Transistor 10 die Spannungsversorgung der Magnetventile 3 und 4 abschaltet.

Werden in der Schaltung die Widerstände 24 und 25 weggelassen, so arbeitet sie dann bei Leitungsunterbrechung nur als Anzeige. Da die Widerstände 22 und 23 einen wesentlich größeren Widerstand als die Magnetventile 3 und 4 haben, fließt nämlich normalerweise - d.h. bei intakten Leitungen - über die relativ hochohmigen Anzeigen 26 und 27 nur ein sehr kleiner Strom, der die

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Anzeigen nicht zum Leuchten bringen kann. Das ODER-Glied 5 Kann dann, bedingt durch die kleinen Spannungen, nicht angesteuert werden. Bei Leitungsunterbrechung wird die Spannung an den Anzeigen 26 und 27 jedoch so groß, daß diese mit verminderter Leuchtkraft leuchten. Die Spannung reicht aber nicht aus, um das ODER-Glied 5 anzusteuern.

Die Schaltung nach Fig. 4 unterscheidet sich von der Schaltung nach Fig. 2 auch lediglich dadurch, daß sie einen Nebenkreis für die Überwachung bei Leitungsunterbrechung beinhaltet.

Der Nebenkreis gemäß Fig. 4 enthält zwei Widerstände 22· und 23¹ und zwei Ansprechanzeigen 26' und 27' entsprechend den Teilen mit gleichen Bezugszahlen aus Fig. 3, unterscheidet sich jedoch vom Nebenkreis gemäß Fig. 3 dadurch, daß diese Teile anders als dort geschaltet sind,. Die Widerstände 22· und 23' sind nämlich hier in Abzweigungen geschaltet, durch welche die positive Speiseleitung mit je einer vom Kollektor des Transistors 1 oder 2 zum Magnetventil 3 bzw. 4 geführten Zuleitung gekoppelt sind. Die Ansprechanzeigen 26' und 27' sind ihrerseits in weiteren Abzweigungen geschaltet, durch welche diese Zuleitungen mit der negativen Speiseleitung verbunden sind, wobei in jeder Zuleitung· zwischen den Ausgangspunkten der beiden mit ihr gekoppelten Abzweigungen eine Diode 28 bzw. 29 liegt.

Bei dieser Schaltung leuchten die Ansprechanzeigen 26' und 27^f nur dann, wenn die Magnetventile 3 und 4 über die Transistoren 1.

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bzw. 2 eingeschaltet werden. Ein schwaches Leuchten bei Leitungsunterbrechung ist hier nicht möglich, da der Strom über die Dioden 28 und 29 gesperrt ist. Es wird aber das ODER-Glied angesteuert und damit die Spannungsversorgung für die Magnetventile 3 und 4 nach einer vom Integrierglied vorgegebenen Zeitverzögerung abgeschaltet.

Mit der Überwachungseinrichtung nach den Figuren 1 bis 4 werden jeweils zwei Steuerorgane, und zwar die Magnetventile 3 und 4 der Gleit- und/oder Schleuderschutzanlage überwacht. Die beschriebenen Schaltungen sind jedoch selbstverständlich auch bei Anlagen mit nur einem Steuerorgan bzw. mit mehr als zwei Steuerorganen anwendbar. Im ersten Fall würde dann eine der beiden je einem der Steuerorgane 3 und 4 zugeordneten Schaltstrecken und deren Anzeige sowie das ODER-Glied wegfallen. Im zweiten Fall würden dagegen zusätzliche Schaltstrecken für die weiteren Steuerorgane hinzukommen.

Die beschriebenen Überwachungseinrichtungen sind ferner mit Transistoren als Schaltorgane ausgerüstet. Es ist aber auch ohne.weiteres im Rahmen der Erfindung möglich, Relais anstelle der Transistoren zu verwenden. Die Einrichtungen können auch in teilweise digitaler Ausführung gebaut werden.

Es ist schließlich ebenfalls ohne weiteres möglich, die Nebenkreise zur Überwachung der Anlage bei Leitungsbruch gemäß den Figuren 3 und 4 in die Schaltung nach Fig. 1 ohne Kurzschlußüberwachung einzubeziehen.

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Claims

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Patentansprüche

_; Ί.^Überwachungseinrichtung für Gleit- und/oder Schleuderschutzanlagen von Fahrzeugen, insbesondere von Schienenfahrzeugen, mit mindestens einem durch ein elektrisches Schaltorgan umschal tbaren Steuerorgan für den Bremsdruck bzw. die Antriebskraft, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Schaltorgans (1 oder 2) über ein Integrierglied (6) mit einer bistabilen Kippstufe (7) zum Betätigen eines Spannungsversorgungsschalters (10) verbindbar ist, durch welchen die Spannungsversorgung des Steuerorgans (3 bzw. 4) abschaltbar ist.
2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spannungsversorgungsschalter (10) ein Meßwiderstand (12) vorgeschaltet ist, und daß ein parallel zum Spannungsversorgungsschalter (10) geschalteter Strombegrenzungsschalter (15) vorgesehen ist, dessen Ausgangsleitung mit der Steuerleitung des Spannungsversorgungsschalters verbunden ist und dessen Steuerleitung zwischen zwei Widerständen (16 und 17) eines Versorgungsspannungsteilers abgezweigt ist, derart, daß der Strombegrenzungsschalter (15) bei gleicher Spannung im Meßwiderstand (12) und in dem einen Widerstand (16) des Versorgungsspannungsteilers durchschaltbar ist, wobei die bistabile Kippstufe (7) durch den Strombegrenzungsschalter (15) über einen von diesem betätigbaren Abschalter (18) ansteuerbar ist, der mit der bistabilen Kippstufe vorzugsweise über ein Dämpfungs glied (19, 20, 21) verbindbar ist.

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3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerorgan (3 oder 4) eine parallelgeschaltete Ansprechanzeige (26 "bzw. 27) zugeordnet ist, die zusammen mit zwei hintereinandergeschalteten Widerständen (22 und 24 bzw. 23 und 25) in einer unter der Versorgungsspannung stehenden Leitung liegt, welche mit dem Ausgang des Schaltorgans (1 bzw. 2) über eine weitere Leitung verbindbar ist, die an einem zwischen den beiden Widerständen (22 und bzw. 23 und 25) liegenden Punkt der diese miteinander verbindenden Leitung abgezweigt ist.

4· Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan (1 bzw. 2) und das ihm zugeordnete Steuerorgan (3 bzw. 4) durch eine Leitung verbunden sind, von der eine erste Abzweigung mit einem Widerstand (22' bzw. 23) und eine zweite Abzweigung mit einer Ansprechanzeige (26· bzw. 27') abgehen und in welcher eine zwischen den Ausgangspunkten beider Abzweigungen geschaltete Diode (28 bzw. 29) liegt.

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