DD227395A1 - Verfahren zur steuerung von elektrodynamischen gleisbremsen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von elektrodynamischen Gleisbremsen zum Abbremsen von Eisenbahnwagen in Rangieranlagen. Ziel der Erfindung ist es, ohne zusaetzliche Aufwendungen an Einrichtungen eine nahezu vollstaendige Ausnutzung der vorhandenen wirksamen Bremsenlaenge und damit eine Senkung des Bremskraftniveaus zu erreichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung von elektrodynamischen Gleisbremsen zu schaffen, bei dem anhand genau definierter Verfahrensschritte die einzuschaltende Bremskraft waehrend einer Bremsung nach dem fuer den gesamten Vorgang notwendigen Bremskraftbedarf gesteuert wird. Erfindungsgemaess wird dies erreicht, indem eine an sich bekannte Anordnung einer elektrodynamischen Gleisbremse mit einem Einlaufkontakt vor der Bremse und einer geeigneten Geschwindigkeitsmessanlage mittels einer ersten Steuergleichung die Bestimmung der ersten Bremskraft bei Einlauf der ersten Achse vorgenommen wird und die Berechnung jeder weiteren Bremskraft nach einer zweiten Steuergleichung erfolgt. Fig. 3

Description

Verfahren zur Steuerung von elektrodynamischen Gleisbremsen

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von elektrodynamischen Gleisbremsen zum Abbremsen von Eisenbahnwagen in Rangieranlageno

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es sind bereits Verfahren zur Steuerung von elektrodynamischen Gleisbremsen bekannt, bei denen gemeinsam das Prinzip der geschwindigkeitsabhängigen Bremskraftsteuerung angewandt wird, wobei die Bremskräfte kontinuierlich oder in Stufen sowohl zugeschaltet als auch abgeschaltet werden und bzw„ oder die Zuschaltung geschwindigkeitsabhängig verzögert und bzw, oder die ,Abschaltung bei einer vorgegebenen Lösegeschwindigkeit erfolgt. Ein weiteres Verfahren berücksichtigt die augenblicklich gebremsten .Achsen bei der geschwindigkeitsabhängigen Zuschaltung oder ,Abschaltung der Bremskraft,

Bei allen Verfahren besteht gemeinsam der Nachteil, daß immer nur Teile der zur Verfügung stehenden wirksamen Bremsenlänge nutzbar sind, woraus außerdem das nachteilig notwendig hohe Niveau der Bremskraft resultiert, .

Ziel der Erfindung:

Ss ist das Ziel der Erfindung, ohne zusätzliche Aufwendungen an Einrichtungen eine nahezu vollständige Ausnutzung der vorhandenen wirksamen Bretnsenlänge und damit eine Senkung des Bremskraftniveaus zu erreichen«

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung von elektrodynamischen Gleisbremsen zu schaffen, bei dem anhand genau definierter Verfahrensschritte die einzuschaltende Bremskraft während einer Bremsung nach dem für den gesamten Vorgang notwendigen Bremskraftbedarf gesteuert wird.

Gemäß der Erfindung wird dies erreicht, indem eine an sich bekannte Anordnung einer elektrodynamischen Gleisbremse mit einem Einlaufkontakt vor der Bremse und einer geeigneten Geschwindigkeitsmeßänlage, die außerdem eine kontinuierliche Weginformation liefert, und einer Steuereinrichtung, die mindestens einen geschwindigkeitaabhängigen Lösebefehl für die vollständige Abschaltung der Bremskraft bildet, mittels einer ersten Steuergleichung die Bestimmung der ersten Bremskraft bei Einlauf der ersten Achse in der Gestalt

^FB1 = ^(VE² - ^?A²⁾ · ^BEDG erfolgt, worin bedeuten:

F_B1 .„. 1. Bremskraft |^

V-g ... Einlauf geschwindigkeit erste Achse Ims j V. ..* vorgegebene Auslaufgeschwindigkeit Ims"J

B₁-V_n- *«# bremsentypabhängige Konstante und die Konstante B«™ zweckmäßig nach der Gleichung

kN , S^

^ÜEDG - _{ol Λ} ~^^

2' A

² g · ^AG

zu bemessen ist sowie die Größe .A_n sich darin zu

^AG ^{= 1}Br " ¹ W bestimmt,

F ··· eine mittlere Achskraft jjtc^J /

Aq . .<, der als Fläche definierte Bremskraftverlauf für eine .Achse [m_j

g* ·ο· die um den Einfluß rot» Massen reduzierte Erdbeschleunigung [ms" \

1-n = wirksame Bremsenlänge · [m_j

Die Berechnung Jeder weiteren Bremskraft erfolgt erfindungsgemäß nach der zweiten Steuergleichung

*B (i + 1) Vv .2 - V.²/ Cn . a - i) * *Bi ^^χχ; notviendige Bedingung: i < (n · a - 1) worin bedeuten:

F₁₃ (i + 1) ... die für die weitere Bremsung einzuschal-

Γ" —I

tende Bremskraft Μ^^Μ

F_B- ··· die im Abschnitt i eingeschaltete Bremskraft

V. _#o. die Geschwindigkeit am Ende des Abschnittes

i bzw. am Anfang des Abschnittes (i + 1)

[m i-B"3

Ti. _ .x .„. die Geschwindigkeit am Ende des Abschnittes (i - 1) bzw. am Anfang des Abschnittes i . . . |jn" · s"*J

a ο.ο Achszahl Γ-"J

i ... Zahl der durchlaufenden Abschnitte [-1 η ... ganze Zahl oder ganzzahligerTeiler

Die Zahl der durchlaufenden Abschnitte i, so wurde gefunden, wird bestimmt, durch ein Schaltkriterium, das in Abhängigkeit·von dem durch jede Achse durchlaufenden Weg und des abschnittsweise aufsummiert als Fläche definierten Bremskraftverlaufes der gerade gebremsten Achsen, das gerade dann erfüllt ist, wenn die Flächensumme dem als Fläche definierten Bremskraftverlauf einer Achse oder deren ganzzahligen Teilen oder Vielfachen entspricht, wobei diese Flächesumme zu Beginn jedes Abschnittes Null gesetzt wird. Zweckmäßig wird die Bestimmung der Flächensumme für die maximal mögliche Zahl Achsen innerhalb der durch ein Ein- und Abschaltkriterium für die Gleisbremsensteuerung bestimmten Länge vorgenommen.

Mit der Erfüllung des Schaltkriteriums wird gleichzeitig die Augenblicksgeschwindigkeit V^ ermittelt,' mit den bereits bekannten Größen V/.^₁y, V., a und F_ß. die zweite Steuergleichung gelöst . und die neue Bremskraft P^..\ über an sich bekannte Steuerelemente in der Gleisbremse eingeschaltet» ' "'"'" ^.'...· "*

Es wurde außerdem gefunden, daß die Zahl der für die Neuberechnung der Bremskraft benutzten Abschnitte auch bei langen Abläufen zweckmäßig begrenzt sein soll, da bereits mit wenigen Berechnungen der Bremsvorgang 'im regelüngstechnischen Sinne stabil ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß die Größe η . a konstant sein kann, womit die zweite Steuergleichung dann die Form

^(V(i -1) " ^Vi > .

erhält, wenn K = η . a gesetzt wird, wobei sich η dann nicht mehr ganzzahlig ergibt und zweckmäßig 2 — K «= 10 gewählt wird.

Ausführungsbeispiel:

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll das erfindungsgemäße Verfahren erläutert v/erden«

Es zeigen

Pig· 1 eine prinzipielle Anordnung von elektrodynamischer Gleisbremse, Einlaufkontakt und eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung

Pig» 2 einen als Fläche definierten Bremskraftverlauf für eine durchlaufende Achse .

Pig» 3 eine jeder durchlaufenden Achse zugeordnete Teilfläche und die dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechenden Teilflächen aller durchlaufenden Achsen

Die Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt eine prinzipielle Anordnung einer elektrodynamischen Gleisbremse 1 mit einem EinschaItkontakt 2 und einer an sich bekannten Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 3 sowie einen mit einer Bremskraft P gebremsten zweiachsigen Wagen 4 wie in Figur eins dargestellt, voraus, wobei der Einschaltkontakt 2 in einem Abstand s.. vor dem Bremseneinlauf angeordnet ist und die elektrodynamische Gleisbremse 1 eine wirksame Bremsenlänge l-g_r besitzt«

Einen als Fläche definierten Bremskraftverlauf 5 einer innerhalb der wirksamen Bremsenlänge. 1-g gebremsten einzelnen Achse a zeigt die Figur zwei, wobei für den rechteckig verlaufenden Teil der Bremskraftfläche A-, näherungsweise A_n - A- = (l-n*. - 2)

[m] und für die Flächen uo = 0,5 m gefunden wurden, wenn die maximale Höhe dieser Flächen als Eins definiert ist.

Die Figur drei ist die einen Steuervorgang kennzeichnende Darstellung und zeigt die Bremskraftflächen A_Q für jede einzelne Achse a jeweils um den folgenden Achsabstand l_g^ versetzt beginnend sowie den vom erfindungsgemäßen Schaltkriterium dann

festgelegten Punkt i, wenn die durchlaufenden Summen aller Teilflächen A_Fi jeder Achse in den Grenzen (i - 1) und i gerade die Größe Έ,^ι ⁼ η * ^G ^errei^c^'^t haben* Dabei wird η als ganze Zahl nach Is η < 5 oder als ganzzahliger Teiler ¹J^ n-== 1 erfindungsgemäß festgelegt.

Mit dem Betätigen des Einschaltkontaktes 2 durch die erste Achse eines Ablaufes wird mittels der ersten Steuergleichung (I) die erste Bremskraft F-g. berechnet und eingeschaltet. Diese Betätigung gilt gleichzeitig in an sich bekannter Weise als Einschaltkriterium. Mittels geeigneter Einrichtungen zur Messung oder über entsprechende Handeingaben werden für den Steuervorgang folgende Daten bereitgestellt:

a ... Achs zahl [-]

Vg ... Einlaufgeschwindigkeit m · s J

V/, ... vorgegebene Aus lauf geschwindigkeit

An konstanten Größen stehen bereit

η ... ganze Zahl oder ganzzahliger Teiler zur Definition des Schaltkriteriums · £-].

elektro

dynamischen Gleisbremse

m²

A_n *.. Bremskraftfläche einer Achse fm]

Erfindungsgemäß wird um ein mitteis geeigneter Einrichtungen aufbereitetes Signal S (t), dessen O-Punkt durch das Einschaltkriterium bestimmt ist, nach Abzug der Länge S^ im gesamten Bereich der wirksamen Bremsenlänge lg_r, aber nur in diesem Bereich, dazu benutzt, die durchlaufenden Teilflächen des Brem3kraftverlaufes jeder Achse fortlaufend zu summieren und dann ein Schaltkriterium zu erfüllen, wenn die Summe der Teilflächen gerade der Brems·

kraftfläche A_ß einer Achse oder eines ganzzahligen Teiles oder Vielfachen dieser Fläche entspricht. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Summe der Teilflächen in Abhängigkeit von der Zahl der Achsen des Ablaufes auch über die Gleichung

zum Schaltkriterium führen«

Mit dem Schaltkriterium wird die Ermittlung der Augenblicksgeschwindigkeit V^ des Ablaufes ausgelöst und mit den bereits bekannten Größen der voran durchlaufenen Abschnitte die 2« Steuergleichung

1 _Λ TSi

XnTa-x) * Bi i ' gelöst und über geeignete Einrichtungen die neue Bremskraft F-g eingeschaltet»

Die Zahl der Berechnungen neuer Bremskräfte F^ ist begrenzt durch die Zahl der Achsen eines Ablaufes und kann maximal

i < (n . a - 1) sein.

lach zwei Merkmalen der Erfindung kann die Zahl der Berechnungen i auf eine feste Anzahl begrenzt oder in Abhängigkeit von der Zahl der Achsen variabel sein« In an sich bekannter Y/eise erfolgt zu jedem Zeitpunkt mittels geeigneter Steuereinrichtungen die überwachung eines oder mehrerer Lösekriterien« Damit ist in jedem Falle die Untersehreitung einer vorgegebenen Auslaufgeschwindigkeit vermieden« Zweckmäßig erfolgt die Vorgabe der Lösegeschwindigkeiten so, daß bei Erfüllung des jeweiligen Lösekriteriuas die vorgegebene Auslaufgeschwindigkeit gerade erreicht, die untere festgelegte Toleranzgrenze aber nicht unterschritten wird.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß nur eine weitere ablaufspezifische Information, die Achszahl, erforderlieh ist gegenüber den bekannten technischen Lösungen«

Weiterhin wird die wirksame Bretnsenlänge l_ß , bestimmt durch Ablauf- und Bretnsenlänge, durch das Steuerverfahren nahezu vollständig ausgenutzt, womit der Verschleiß de? Bremsleisten auf deren gesamte Länge verteilt und deren Lebensdauer größer wird. Da die Bretnsenlänge nahezu vollständig ausgenutzt wird, sinkt das Bretnskraftniveau, d, h·, der Leistungsbedarf für die Bremskrafterzeugung wird geringer (Energieeinsparung) und da die Bremsung in der Regel bis zum Auslauf der letzten Achse erfolgt, ist ein Lösen der Bremse, d· h«, die vollständige Abschaltung der Bremse nur in Ausnahmefällen erforderlich, damit entfallen aber die durch die lange Reaktionszeit der Bremse bedingten Fehler in der Realisierung der vorgegebenen Auslaufgeschwindigkeit V^.

Claims (3)

-Erfindungsansprüche: .

1, Verfahren zur Steuerung von elektrodynamischen Gleisbremsen als Rampen-, Abstands- oder Richtungsgleisbremsen mit geeigneten Einrichtungen zur Geschvuindigkeits- und Wegmessung sowie Steuereinrichtungen zur Einschaltung einer zu bestimmenden Bremskraft und einem oder mehreren geschwindigkeits- und wegabhängigen Ein- und Ausschaltkriterien für die Bremskraft, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Einlauf der ersten Achse eines Ablaufes die erste Bremskraft (Fg.) nach der Gleichung

und nach der Erfüllung eines Schaltkriteriums im Augenblick der Identität der Flächensumme der gerade gebremsten, Achsen mit dem als Fläche definierten Bremskraftverlaufes einer Achse oder deren ganzzahligen Teilen oder Vielfachen jede weitere Bremskraft F^. -\ nach der Gleichung

B(i+D "\~ -TT/ * U · a -

bestimmt wird,

2« Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Berechnungen der Bremskraft (P-g) für alle Abläufe auf eine feste Anzahl begrenzt ist.

3· Verfahren nach Punkt 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe η · α konstant ist.