DD240180A1

DD240180A1 - Verfahren zur steuerung von gleisbremsen

Info

Publication number: DD240180A1
Application number: DD27961485A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Talke; Joachim Blochberger; Juergen Reimers
Original assignee: Reichsbahn Forschungs U Entwic
Priority date: 1985-08-13
Filing date: 1985-08-13
Publication date: 1986-10-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von aus einer oder mehreren kleinen hydraulischen Schraubenbremsen bestehende Gleisbremsen mit geschwindigkeitsabhaengigen Loesekriterien, Einrichtungen zur kontinuierlichen oder punktfoermigen Geschwindigkeits- und Laufwegermittlung, zur Ablaufdatenermittlung sowie zum Loesen der Schraubenbremsen durch Ein- und Ausschaltmechanismen fuer Schwerkraftablaufanlagen. Hydraulische Schraubenbremsen sind extern bisher nur durch manuell betaetigtes Abklappen ausser Betrieb setzbar und damit durch subjektiv verursachte mindere Rangierqualitaet beschraenkt anwendbar. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung von aus einer oder mehreren kleinen hydraulischen Schraubenbremsen bestehende Gleisbremsen zu schaffen, das die automatische Realisierung beliebiger, vorgegebener Auslaufgeschwindigkeiten ermoeglicht. Die Erfindung erreicht dies mit mindestens zwei Steuerschritten durch Loesung von in die Zahl der einzuschaltenden Schraubenbremsen ergebenden Steuergleichungen, wobei die gemessene Einlaufgeschwindigkeit, die Achskraftsumme, die Achszahl des Ablaufes, die reduzierte Erdbeschleunigung, die projektierte Bremsenergie einer Schraubenbremse und die vorgegebene Sollauslaufgeschwindigkeit benutzt werden und mit jedem Steuerschritt ueber eine zweite Steuergleichung die korrigierte, stets ganzzahlig aufgerundete Zahl der einzuschaltenden kleinen hydraulischen Schraubenbremsen bestimmt wird.

Description

A J /'Ξ ~ ^VA s _m

ο ⁼ S ' 2 g' · ^C E₀ ^} ^(U .

die gemessene Einlaufgeschwindigkeit (V_E), die ermittelte Achskraftsumme (Fa), die Achszahl des Ablaufes (Xq), die reduzierte Erdbeschleunigung (g'), die projektierte Bremsenergie einer Schraubenbremse (E₀) und die vorgegebenen Sollauslaufgeschwindigkeit (V_A) benutzt werden sowie mit jedem weiteren Steuerschritt über eine zweite Steuergleichung die korrigierte stets ganzzahlig aufgerundete Zahl der einzuschaltenden Schraubenbremsen (n J bestimmt wird, wobei für die Lösung dieser zweiten Steuergleichung

B^-^G- . E ~ '^y i

zusätzlich die am Punkt (i) gemessene Geschwindigkeit (Vj), die wirksame Bremsenlänge einer Schraubenbremse (I₈) und die Länge (IJ, die, in geeigneter Weise bestimmt, aus der Summe der von jeder Achse durchlaufenden wirksamen Bremsenlängen vom Einlauf bis zum Augenblick des Erreichens des Punktes (i) besteht, benutzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer berechneten Zahl einzuschaltender Schraubenbremsen (2) die Größe 0 bis 0,5 keine Bremse eingeschaltet und größer 0,5 bis 1,0 eine Bremse eingeschaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung von Schraubenbremsen (2) in einer Gleisbremse einzeln oder in Gruppen erfolgt und die Zahl der Schraubenbremsen (2) in einer Gruppe und die Reihenfolge der Gruppen vom Auslauf der Gleisbremse beginnend bestimmt sind, indem die erste Gruppe eine Schraubenbremse (2), die zweite Gruppe eine oder zwei Schraubenbremsen (2), die dritte Gruppe zwei bis vier Schraubenbremsen (2) und die vierte Gruppe vier bis acht Schraubenbremsen (2) aufweisen und die Zahl der einzuschaltenden Gruppen nach der mittels der ersten oder zweiten Steuerformel errechneten Zahl einzuschaltender Schraubenbremsen (2) durch ganzzahlige Aufrundung entsprechend der innerhalb einer Gruppe vorhandenen Zahl Schraubenbremsen (2) bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gruppe einer Gleisbremse ein zusätzliches geschwindigkeitsabhängiges Lösekriterium zugeordnet wird, dessen Geschwindigkeitswert mindestens für die erste und die zweite Gruppe mit der unteren Toleranzgrenze der vorgegebenen Auslaufgeschwindigkeit (V_A) identisch ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Anordnung von einer bis drei Schraubenbremsen (2) in einer Gleisbremse und einer Kurzzeitmeßstrecke (1) am Einlauf der Gleisbremse dem ersten Steuerschritt ein zweiter und nur ein zweiter Steuerschritt mit der Lösung einer weiteren Steuergleichung für die Zahl η der einzuschaltenden Schraubenbremsen (2)

X V ² - V ²

1 1 Δ Γ Ί

η = η —- C1 + —' — ) I ? /

ⁿi ⁿo · x_G · ^{u +} v_E ² - V₁ ² ^J L-¹J

folgt, wobei die nach dem ersten Steuerschritt ermittelte und eingeschaltete Zahl n₀ Schraubenbremsen (2) von der ersten Achse eines Ablaufes mit einem ersten zweiachsigen Wagen mit X₁ = 1 oder von den Achsen eines zweiachsigen Drehgestelles des ersten Wagens mit χ_Ί =2 oder von den Achsen eines dreiachsigen Drehgestells des ersten Wagens mit X₁ — 3 durchlaufen sind und die Einlaufgeschwindigkeit V₁ der zweiten Achse eines zweiachsigen ersten Wagens oder die erste Achse des zweiten Drehgestells des ersten Wagens aus dem Ergebnis der ersten Steuergleichung 1 benutzt werden und der Abstand zwischen der Kurzzeitmeßstrecke (1) am Einlauf der Gleisbremse und dem Ende der Gleisbremse nicht wesentlich größer als 3,9 m sein darf.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Gleisbremsen, insbesondere Gleisbremsen,bestehend aus einer oder mehreren kleinen hydraulischen Schraubenbremsen mit einem oder mehreren internen geschwindigkeitsabhängigen Lösekriterien und Einrichtungen zur kontinuierlichen und punktförmigen Geschwindigkeits- und Laufwegermittlung, Einrichtungen zur Ablaufdatenermittlung sowie Einrichtungen zum externen Lösen einzelner oder mehrerer Schraubenbremsen in Form von Ein- und Ausschaltmechanismen für beliebige Anwendungen in Schwerkraftabiaufanlagen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für hydraulische Schraubenbremsen sind bisher keine automatischen extern wirkenden Steuerungen bekannt geworden. Diese Bemsen wurden bisher ausschließlich durch intern wirkende geschwindigkeitsabhängige Lösekriterien gesteuert und können darüber hinaus nur durch manuell betätigtes Abklappen der Bremsen völlig außer Betrieb gesetzt werden. Damit sind der allgemeinen Anwendung dieser Gleisbremsenart Grenzen gesetzt. Das betrifft vor allem den Einsatz in Schwerkraftablaufanlagen mit geringen Gleisneigungen und damit notwendig verschiedenen Auslaufgeschwindigkeiten aus Gleisbremsen. Eine solche Anwendung von Schraubenbremsen ist bisher an Bedienhandlungen gebunden und damit durch subjektiv verursachte mindere Rangierqualität gekennzeichnet. Eine Anwendung von Schraubenbremsen in Anlagen mit automatischer Laufzielbremsung ist bisher ausgeschlossen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung von Gleisbremsen, das den Einsatz von kleinen hydraulischen Schraubenbremsen auch in automatisch oder teilautomatisch gesteuerten Schwerkraftablaufanlagen ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindungen Verfahren zur Steuerung von Gleisbremsen, bestehend aus einer oder mehreren kleinen hydraulischen Schraubenbremsen, zu schaffen, das die automatische Realisierung beliebiger, vorgegebener Auslaufgeschwindigkeiten ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird das erreicht, indem man mindestens zwei Steuerschritten die Sollauslaufgeschwindigkeit V_A realisiert wird, wobei mit dem ersten Steuerschritt im Augenblick des Einlaufens der ersten Achse eines Ablaufs über eine erste Steuergleichung die stets ganzzahlig aufgerundete Zahl der einzuschaltenden kleinen hydraulischen Schraubenbremsen n₀ bestimmt wird und für die Lösung dieser Gleichung

G ο

l·]

die gemessene Einlaufgeschwindigkeit V_E und die Achskraftsumme Σ F_A, die Achszahl des Ablaufes X_G, die reduzierte ' Erdbeschleunigung g', die projektierte Bremsenergie einer kleinen hydraulischen Schraubenbremse E₀ und die vorgegebene Sollauslaufgeschwindigkeit V_A benutzt werden sowie mit jedem weiteren Steuerschritt über eine zweite Steuergleichung die korrigierte, stets ganzzahlig aufgerundete Zahl n-, der einzuschaltenden kleinen hydraulischen Schraubenbremsen bestimmt wird, wobei für die Lösung dieser zweiten Steuergleichung

ι. v.² - v.2

[2]

zusätzlich die am Punkt i gemessene Geschwindigkeit V₁, die wirksame Bremsenlänge einer kleinen hydraulischen Schraubenbremse la und eine Länge Ij, die, in geeigneter Weise bestimmt, aus der Summe der von jeder Achse durchlaufenden wirksamen Bremsenlängen vom Punkt i-1 bis zum Punkt i besteht, benutzt werden. Zweckmäßig wird bei einer berechneten Zahl einzuschaltender kleiner hydraulischer Schraubenbremsen der Größe Null bis 0,5 keine Bremse eingeschaltet und größer 0,5 bis 1,0 eine Bremse eingeschaltet.

Außerdem wurde gefunden, daß die Einschaltung der kleinen Bremsen einzeln oder in Gruppen erfolgen kann und die Zahl der Bremsen in einer Gruppe und die Reihenfolge der Gruppen vom Auslauf der Gleisbremse beginnend bestimmt sind, wobei die erste Gruppe eine Bremse, die zweite Gruppe eine oder zwei Bremsen, die dritte Gruppe 2 bis 4 Bremsen und die vierte Gruppe 4 bis 8 Bremsen aufweisen müssen und die Zahl der einzuschaltenden Gruppen nach der mittels der ersten oder zweiten Steuerformel errechneten Zahl einzuschaltender kleiner Bremsen durch ganzzahlige Rundung entsprechend der innerhalb der Gruppen vorhandenen Zahl Bremsen bestimmt wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sind ein oder mehrere zusätzliche, den Gruppen zugeordnete geschwindigkeitsabhängige Lösekriterien, die entsprechend der vorgegebenen Auslaufgeschwindigkeit mindestens für die erste und zweite Gruppe jeweils identisch mit deren unterer Toleranzgrenze einzustellen sind, für die dritte und vierte Gruppe aber höher sein können, wobei die Bemessung der Lösegeschwindigkeiten in an sich bekannter Weise nach ablaufdynamischen Grundsätzen erfolgen kann. Wir zur Realisierung des Verfahrens die Anordnung von nur einer bis drei Schraubenbremsen und eine Kurzzeitmeßstrecke vor der Gleisbremse vorausgesetzt, so folgt erfindungsgemäß ein zweiter und nur ein zweiter Steuerschritt mit der Lösung einer weiteren Steuergleichung für die Zahl der einzuschaltenden Schraubenbremsen

ⁿ1 ^{= n}o · X~ ^{(1 +} V,² - V * ^{} 3} '

\j L· I

wobei die nach dem ersten Steuerschritt ermittelte und eingeschaltete Zahl n₀ Schraubenbremsen von der ersten Achse eines Ablaufes mit einem ersten zweiachsigen Wagen mit X₁ = 1 oder von den Achsen eines zweiachsigen Drehgestelles des ersten Wagens mit Χι = 2 oder von den Achsen eines dreiachsigen Drehgestelles des ersten Wagens mit Χι = 3 durchlaufen sind und die Einlaufgeschwindigkeit V₁ der zweiten Achse eines zweiachsigen ersten Wagens oder die erste Achse des zweiten Drehgestelles des ersten Wagens aus dem Erzeugnis der ersten Steuergleichung [1] benutzt werden und der Abstand zwischen der Kurzzeitmeßstrecke am Einlauf der Gleisbremse und dem Ende der Gleisbremse nicht wesentlich größer als 3,9 m sein darf.

Ausführungsbeispiel

Anhand zweier Ausführungsbeispiele soll das erfindungsgemäße Verfahren erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: eine Anordnung einer Gleisbremse zur Durchführung des Verfahrens

Fig. 2: alle zur Durchführung des Verfahrens zulässigen Anordnungen von Gleisbremsen Fig.3: eine zweite Anordnung einer Gleisbremse zur Durchführung des Verfahrens

Für ein erstes Ausführungsbeispiel wird vorausgesetzt, daß die Geschwindigkeitsmessung am Einlauf der Gleisbremse nach Fig. 1 punktförmig mittels der Kurzzeitmeßstrecke 1 und für den gesamten Durchlauf eines Ablaufes kontinuierlich mittels des Dopplerradargerätes 3 erfolgt. Gleichzeitig wird der Zugriff zu den in geeigneter Weise bestimmten Ablaufdaten vorausgesetzt. Hierbei bedeuten:

2F_A Achskraftsumme

I_B wirksame Bremsenlänge einer Schraubenbremse

g' reduzierte Erdbeschleunigung

X_G Achszahl des Ablaufes

E₀ projektierte Bremsenergie einer Schraubenbremse

Va vorgegebene Sollauslaufgeschwindigkeit

Für die Durchführung des Verfahrens wird in bekannter Weise die Bestimmung folgender Größen vorausgesetzt:

V_E die gemessene Einlaufgeschwindigkeit der ersten Achse

V, die Geschwindigkeit des Ablaufes am Punkt, bezogen auf die erste Achse des Ablaufes Ii die Summe der bis zum Punkt i von den Achsen durchlaufenden wirksamen Bremsenlängen

X-I die Hälfte der Achszahl des ersten Wagens eines Ablaufes

V₁ die Geschwindigkeit der zweiten Achse eines zweiachsigen ersten Wagens eines Ablaufes oder der ersten Achse des zweiten Drehgestelles eines ersten Wagens.

Mit dem Einlauf der ersten Achse eines Ablaufes in die Gleisbremse nach Fig. 1 wird mittels der bereitgestellten oder bestimmten Größen die erste Steuergleichung

Z—l a 1 , & &_ _N

G ο

gelöst und durch Rundung die Zahl der einzuschaltenden Schraubenbremsen bzw. der Gruppen der Gleisbremse ermittelt.

Dabei giltfolgendes Schema nach Fig.2:

Es werden 4 Gruppen angesteuert, wobei die Zahl der Bremsen in einer Gruppe, jeweils aus den ablaufdynamischen Bedingungen bestimmt, variabel sind.

Die Gruppen enthalten folgende Anzahl Schraubenbremsen:

Gruppe 1: immer eine Schraubenbremse

Gruppe 2: eine oder zwei Schraubenbremsen

Gruppe 3: zwei bis vier Schraubenbremsen und

Gruppe 4: vier bis acht Schraubenbremsen.

Die Einschaltung der Schraubenbremsen erfolgt in Gruppen nach folgenden Kriterien:

n_o<0,5 — keine Gruppe eingeschaltet

0,5<n_o<1,0 — Gruppe 1

1,0<n_o<2,0 — Gruppe 1 und Gruppe 2(1 Bremse) oder nur Gruppe 2 (2 Bremsen) 2,0<n_o<3,0 — Gruppe 1 oder Gruppe 2 (2 Bremsen)

Enthält hierbei die Gruppe 2 eine Bremse, so muß die Gruppe 3, die dann entsprechend Fig.2 immer nur 2 Bremsen besitzt, zusätzlich eingeschaltet werden.

3,0<n_o<7,0 — Gruppe 1,Gruppe2 und Gruppe3 7,0<n_o<15,0 — Gruppe 1,Gruppe2,Gruppe3undGruppe4.

Nach Durchlauf der in geeigneter Weise laufend bestimmten Summe der gebremsten Längen jeder Achse I, bis zum Punkt i, der mit einer vorgegebenen Länge als Schaltkriterien oder mit einer vorgegebenen Zeit oder Geschwindigkeit, aber auch durch eine bestimmte folgende Achse in geeigneter Weise festzulegen ist, wird die zweite Steuergleichung

1. V.² - V

η. =

χ_r · ^{(1 +}

G Ei

[²J

gelöst, wobei immer die triviale Bedingung gilt: Ve V, V_a

Die wirksame Bremsenlänge Ib einer Sch raubenbremse 2 und die Achszahl des Ablaufes Xq sind vorgegeben bzw. in geeigneter Weise ermittelt worden. Die Zahl möglicher Steuerschritte nach dieser Gleichung 2 ist an sich beliebig, zweckmäßig ist eine Beschränkung auf mindestens zwei bei Einzelwagen und höchstens vier bei Gruppenabläufen.

Die Einschaltung der Gruppen eins bis vier entsprechend der Zahl berechneter einzuschaltender Schraubenbremsen n₀oder n-, führtin der Regel zu hinreichend genauer Realisierung der vorgegebenen Auslaufgeschwindigkeit. Bei Störungen an Schraubenbremsen oder anderen die Abbremsung beeinflussenden Größen wird die Sollauslaufgeschwindigkeit bei einer Überbremsung erfindungsgemäß durch ein oder mehrere zusätzliche von der vorgegebenen Auslaufgeschwindigkeit bestimmte Kriterien mindestens für deren untere Toleranzgrenze realisiert.

Dieser günstige Effekt wird vor allem dadurch erreicht, daß die Zahl der einzuschaltenden Gruppen erfindungsgemäß immer durch Aufrundung der über die Steuergleichungen ermittelten Anzahl einzuschaltender Schraubenbremsen 2 bestimmt ist, d. h., es erfolgt bei der Mehrzahl von Abläufen eine geringfügige Überbremsung.

Werden für die Anwendung z. B. in Richtungsgleisen nur bis zu drei Schraubenbremsen 2 innerhalb einer Gleisbremse benötigt, so ist eine Anordnung nach Fig.3 möglich und vorteilhaft. Die Geschwindigkeitsmessung erfolgt hier ausschließlich mittels der Kurzzeitmeßstreckei am Einlauf der Gleisbremse für jede Achse. Mit der ersten Achse werden nach Fig. 3 nach Lösen der ersten Steuergleichung [1 ] die 1. oder 2. Gruppen oder die 1. und 2. Gruppen oder keine Gruppe eingeschaltet entsprechend dem Schema in Fig. 2. Diesem Steuerschritt folgt ein zweiter und nur ein zweiter Steuerschritt nach der Gleichung (3)

X ν ² - v,,²

₁ ν

i ⁿo · i; · ^{(1 +} ) ο)

G ά 1

wobei die Achszahl x-i bei einem zweiachsigen ersten Wagen gleich eins, bei einem ersten Wagen mit zweiachsigem Drehgestell gleich 2 und bei einem ersten Wagen mit dreiachsigem Drehgestell gleich drei gesetzt wird und im Augenblick des Einlaufens der zweiten Achse des zweiachsigen ersten Wagens oder der ersten Achse des zweiten Drehgestells des ersten Wagens die Geschwindigkeit V₁ ermittelt wird. Erfindungsgemäß darf für dieses Ausführungsbeispiel der Abstand zwischen der Kurzzeitmeßstrecke 1 und dem Auslauf der Gleisbremse nicht wesentlich größer als 3,9 m sein. Dreiachsige Wagen werden zweckmäßig bei einem ersten Achsabstand kleiner als 3,9 m wie Drehgesteilwagen gesteuert.

Claims

-1- Z4U IÖU Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung von Gleisbremsen, insbesondere Gleisbremsen_fbestehend aus einer oder mehreren kleinen hydraulischen Schraubenbremsen mit einem oder mehreren internen geschwindigkeitsabhängigen Lösekriterien und Einrichtungen zur kontinuierlichen und punktförmigen Geschwindigkeits- und Laufwegermittlung, Einrichtungen zur Aufnahme oder Ermittlung weiterer Ablaufdaten sowie Einrichtungen zum externen Lösen einzelner oder mehrerer Schraubenbremsen in Form von Ein- und Ausschaltmechanismen, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Sollauslaufgeschwindigkeit (V_A) mit mindestens zwei Steuerschritten realisiert wird, wobei mit einem ersten Steuerschritt im Augenblick des Einlaufes der ersten Achse eines Ablaufes durch die Lösung einer ersten Steuergleichung die stets ganzzahlig aufgerundete Zahl der einzuschaltenden Schraubenbremsen (n_o) bestimmt wird und für die Lösung dieser Gleichung