DE2655169A1

DE2655169A1 - Anordnung zur lokalisierung von fehlfunktionen in bremsregelventilen bei einem mit einem druckluft-bremsrohr versehenen eisenbahnzug

Info

Publication number: DE2655169A1
Application number: DE19762655169
Authority: DE
Inventors: Roy Milton Clements
Original assignee: Southern Pacific Transportation Co
Current assignee: Southern Pacific Transportation Co
Priority date: 1975-12-08
Filing date: 1976-12-06
Publication date: 1977-06-23
Also published as: AU2025576A; IT1065286B; SE423369B; DK548376A; AU513841B2; AT360075B; DK142404B; CA1047150A; NO764166L; SE7613734L; MX145686A; GB1551618A; DE2655169B2; NO150628B; DE2655169C3; JPS547087B2; DK142404C; FR2334545B1; CH602394A5; JPS5293016A

Description

22

DXIIIPR

Southern Pacific Transportation Company

I Market Street, Room 844

San Francisco, California 94105 / V.St.v.A.

Anordnung zur Lokalisierung von Fehlfunktionen in Bremsregelventilen bei einem mit einem Druckluft-Bremsrohr versehenen Eisenbahnzug

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lokalisierung von Fehlfunktionen in Bremsregelventilen bei einem mit einem Druckluft-Bremsrohr versehenen Eisenbahnzug, bei dem sich das Druckluft-Bremsrohr über seine gesamte Länge erstreckt und bei dem jeder Wagen mit einem Bremsregelventil bestückt ist, welches das Druckluft-Bremsrohr im Falle einer Notbremsung mit Druckluft versorgt.

Güterzüge können eine Länge von 1 km oder mehr besitzen. Wenn dabei ein Bremsregelventil falsch arbeitet, so werden die Bremsen des gesamten Zuges voll betätigt, so daß der Zug zum Stehen kommt. Die Zugbesatzung muß dann den Wagen suchen, welcher das falsch arbeitende Bremsregelventil aufweist. Dabei muß der gesamte Zug vom einen bis zum anderen Ende abgeschritten und untersucht werden, um

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sicherzustellen, daß bei der Notbremsung keine Beschädigung vorhanden ist und daß die Notbremsung lediglich durch ein falsch arbeitendes Bremsregelventil hervorgerufen wurde.

Ist der Wagen mit dem falsch arbeitenden Bremsregelventil gefunden, so können dessen Bremsen gelöst werden, wenn eine Absperrvorrichtung in einem Verzweigungsrohr, das vom Hauptbremsrohr zum Bremsregelventil führt, geschlossen wird. Bei der ersten Gelegenheit kann der Wagen mit dem falsch arbeitenden Regelventil vom Zug abgekoppelt und repariert werden.

Bisher bekannte Möglichkeiten zur Lokalisierung von Fehlfunktionen in Bremsregelventilen, welche zu unerwünschten Notbremsungen führen, sind sehr zeitaufwendig. Dabei handelt es sich um folgende Möglichkeiten:

1. Schließen eines Winkelhahns im Bremsrohr etwa in der Mitte des Zuges bei stehendem Zug. Dadurch werden die Wagen hinter der Stelle, an welcher der Winkelhahn geschlossen wird, abgetrennt.

2. Durchführung eines Bremsvorgangs mit einem im Führerstand der Lokomotive vorgesehenen Bremsventil. Liegt das falsch arbeitende Bremsregelventil vor der Stelle, an welcher der Winkelhahn geschlossen ist, so wird eine unerwünschte Bremsung ausgelöst. Liegt das falsch arbeitende Bremsregelventil jedoch hinter der genannten Stelle, so wird keine unerwünschte Bremswirkung ausgelöst,

3. Nimmt man an, daß ein falsch arbeitendes Bremsregelventil im Bereich des Zuges vor der Stelle liegt, an welcher der Winkelhahn geschlossen ist, so wird es notwendig, weitere Winkelhähne zu schließen und weitere Bremsvorgänge auszulösen, wodurch fortschreitend Abschnitte des Zuges abgetrennt werden, bis derjenige Wagen gefunden

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•ö.

ist, welcher das falsch arbeitende Bremsregelventil aufweist. Es ist dabei zu bemerken, daß ein falsch arbeitendes Bremsregelventil, das eine unerwünschte Notbremsung auslöst, durch einfache visuelle Inspektion nicht auffindbar ist. Es könnte daher eine beträchtliche Zeitersparnis erreicht werden, wenn ein falsch arbeitendes Bremsregelventil sowohl auf der Strecke oder nach Ankunft auf einem Zwischenbahnhof lokalisierbar wäre.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur unmittelbaren Anzeige der Stelle eines falsch arbeitenden Bremsregelventils im Verlauf eines Zuges anzugeben.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst: einen ersten am vorderen Ende des Zuges und einen zweiten am hinteren Ende des Zuges vorgesehenen Druckwandler, die mit dem Druckluft-Bremsrohr gekoppelt sind und die bei Änderung des Luftdrucks im Druckluft-Bremsrohr aufgrund einer Fehlfunktion eines Bremsregelventils ein erstes bzw. zweites Signal aussenden,

und eine an einer vorgegebenen Stelle des Zuges vorgesehene Empfängerschaltung zur Aufnahme des ersten und zweiten Sendesignals sowie zur Erzeugung einer Anzeige der Differenz von deren Empfangszeitpunkten, die durch die Laufzeit der Druckänderung durch das Druckluft-Bremsrohr zum ersten und zweiten Druckwandler als Funktion des Ortes des fehlerhaft funktionierenden Bremsregelventils festgelegt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung senden die Druckwandler ein Signal unterschiedlicher Frequenz oder unterschiedlicher Modulation zu einem Radioempfänger aus, welcher entweder im Bereich des Zugführers oder im letzten Wagen des Zuges

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angeordnet werden kann. Es ist an sich bekannt, daß sich ein Druckabfall im Druckluft-Bremsrohr eines Zuges von der Stelle, an der er ausgelöst wurde, in beiden Richtungen bis zum Ende des Zuges mit einer Geschwindigkeit von etwa 306 m pro Sekunde fortpflanzt. Die am vorderen und hinteren Ende des Druckluft-Bremsrohres angeordneten Druckwandler werden daher durch die Druckwelle in einem Zeitpunkt getriggert, der durch den Abstand von der Stelle des falsch funktionierenden Bremsregelventils, das die Notbremsung ausgelöst hat, festgelegt ist.

Eines der Signale, das durch den Druckwandler am vorderen Ende des Zuges ausgesendet wird, wird durch den Radioempfänger empfangen und in einen ersten Zähler eingespeist, welcher in einem Intervall nach dem Empfang dieses Signals zählt. Das Signal vom Druckwandler am hinteren Ende des Zuges, das im Vergleich zum Signal vom vorderen Ende des Zuges eine unterschiedliche Frequenz oder Modulation aufweist, wird ebenfalls vom Radioempfänger empfangen und in einen zweiten Zähler eingespeist, welcher in einem Intervall nach dem Empfang dieses Signals vom hinteren Ende des Zuges zählt. Die beiden Zähler können entweder nach dem Beginn der Zählung manuell gestoppt werden, oder es kann sich der erste dieser beiden Zähler, welcher bis zu seiner vollen Zählkapazität zählt, selbst und auch den anderen Zähler abschalten. Die Differenz der Zählwerte der beiden manuelle gestoppten Zähler oder die Differenz zwischen dem vollen Zählwert und dem Zählwert in dem Zähler, welcher nicht bis zu seiner vollen Zählkapazität gezählt hat, repräsentiert die Zeitdifferenz zwischen der Ankunft der Signale vom vorderen und vom hinteren Ende des Zuges. Hat der erste Zähler einen kleineren Zählwert oder einen, bezogen auf die volle Zählkapazität kleineren Zählwert, so liegt das falsch arbeitende Bremsregelventil

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zwischen der Mitte und dem hinteren Ende des Zuges. Hat der zweite Zähler den kleineren Zählwert, so liegt das falsch arbeitende Bremsregelventil zwischen der Mitte und dem vorderen Ende des Zuges. Der Abstand in Metern von dem einen oder dem anderen Ende des Zuges zu der Stelle der Auslösung des Signals im Druckluft-Bremssystem, wie er durch den höhe ren Zählwert eines der beiden Zähler angegeben wird, ist gleich dem Produkt aus der halben Länge des Zuges in Metern plus 153,5 m und der Differenz der Empfangszeitpunkte der beiden Signale, wie sie durch die Differenz der Zählwerte zwischen den beiden Zählern angezeigt wird.

Die Erfindung wird im folgenden' anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Bremsregelleitung eines Güterzuges mit zwei an sie erfindungsgemäß angeschlossenen Sender-Druckwandlerη;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Druckluft-Bremssystems an einem Wagen eines Zuges; und

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäß an einem Ende des Zuges vorzusehenden Empfängerschaltung.

Wie oben bereits ausgeführt, ist jeder Wagen eines langen Zuges mit einem Bremsregelventil bestückt. Dieses Bremsregelventil arbeitet gewöhnlich so, daß Druckluft von einem HilfsSpeicher unter dem Wagen zu einem Bremszylinder gelangen kann, wodurch Bremsschuhe gegen die Wagenräder gepreßt werden. Im Falle einer Notbremsung hat die-* ses Bremsregelyentil eine weitere Funktion. Um eine Notbremsung durchzuführen, muß der Druck im Bremsrohr schnell reduziert werden. Wird diese schnelle Druckreduzierung

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ar

durch das Bremsregelventil festgestellt, so ermöglicht es einen Luftstrom sowohl vom Hilfsspeicher als auch von einem Notbremsspeicher direkt zum Bremszylinder, wobei es gleichzeitig eine Verbindung zwischen dem Bremsrohr und der Atmosphäre öffnet. Dieser letztgenannte Vorgang dient zu einer schnellen Reduzierung des Druckes im Bremsrohr für eine Notbremsung, so daß die Bremsen sehr schnell mit erhöhtem Druck greifen.

Bei einer Fehlfunktion eines Bremsregelventils geht nach bisher bekannten Möglichkeiten sehr viel Zeit verloren, wenn dieses falsch arbeitende Bremsregelventil entweder auf der Strecke oder nach Ankunft auf einem Zwischenbahnhof lokalisiert werden soll. Daraus resultieren lange und ungünstige Verzögerungen. Erfindungsgemäß ist nach der schematischen Darstellung in Fig. 1 an einem Druckluft-Bremsrohr 10, das sich über die gesamte Länge des Zuges erstreckt und das Bremsrohre der einzelnen Wagen miteinander koppelt, am vorderen Ende des Zuges ein Radiosignale aussendender Druckwandler 12 und am hinteren Ende des Zuges ein Radiosignale aussendender Druckwandler14 vorgesehen. Der Sender des Druckwandlers 14 sendet dabei ein Signal mit anderer Frequenz oder mit anderer Modulation aus. Der am vorderen Ende des Zuges vorgesehene Druckwandler 12, welcher auch als erster Druckwandler oder als Druckwandler 1 bezeichnet wird, sendet bei Betätigung ein Signal aus, das so moduliert ist, daß es sich von dem durch den Druckwandler 14 ausgesendeten Signal unterscheidet. Dieser am hinteren Ende des Zuges vorgesehene Druckwandler 14 wird auch als zweiter Druckwandler oder Druckwandler 2 bezeichnet. Die Druckwandler 1 und 2 enthalten jeweils einen Druckschalter, welcher auf einen Druckabfall im Bremsrohr anspricht, der einen vorgegebenen Wert überschreitet, wie er beispielsweise durch die Fehlfunktion eines Brems-

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'40-

regelventils zu erwarten ist. Dieser Druckschalter schaltet einen Radiosender ein. Solche Druckschalter, welche beispielsweise einen tragbaren Radiosender einschalten können, sind an sich bekannt. Verbindungen vom Bremsrohr 10 zu einem Bremssystem 11 an einem Wagen sind in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung ein Bremssystem an einem Wagen. Wenn die einen Zug bildenden Wagen Bremsrohre von mehr als 19,8 m Länge besitzen, so sind derartig lange Wagen mit einem zusätzlichen Brems-Druckluftventil 16 bestückt. Wenn die Luftströmungsgeschwindigkeit im Bremsrohr den Normalwert übersteigt und einen Notbremswert erreicht, so öffnet das Ventil 16 und führt zusätzlich zur Funktion des Bremsregelventils einen Notbrems-Druckwert im Bremsrohr herbei.

An das Bremsrohr ist weiterhin ein Notregelventil 18 angekoppelt, das als Funktion von Drucksignalen vom Bremsrohr einen Luftstrom von einem Hilfsspeicher 22 zu einem Bremszylinder ermöglicht. Wenn der Druck im Bremsrohr schnell auf einen Notbremswert reduziert wird, so stellt das Druckregelventil eine direkte Verbindung zwischen dem Hilfsspeicher 22 und einem Notbremsspeicher 22 her, wodurch der Bremszylinder schnell den Notbremsdruck erzeugt. Weiterhin verbindet das Bremsregelventil 18 das Bremsrohr des Zuges direkt mit der Atmosphäre. Sind die Bremsen nicht wirksam, so werden die Luftspeicher 22 und 24 durch spezielle Beschickungsöffnungen in einer Bremsregeleinrichtung 20 mit Luft beschickt.

Ist die Länge des Zuges in Metern gleich L und der Abstand von einem Ende des Zuges zur Stelle eines falsch arbeitenden Bremsregelventils, das eine Notbremsung ausgelöst hat, gleich X, so ist die verbleibende Länge des Zuges gleich

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(L - X).

Es wurde bereits ausgeführt, daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Druckluft, von einer Stelle an der eine Notbremsung ausgelöst wurde, gleich 306,9 m ist. Ist t^ die Zeit, welche das Notbremssignal von der Stelle des falsch arbeitenden Bremsregelventils zum Erreichen des vorderen Endes des Zuges benötigt, und t₂ die Zeit, welche das Notbremssignal zum Erreichen des hinteren Endes des Zuges von der Stelle des falsch arbeitenden Bremsregelventils benötigt, so können zwischen den genannten Größen folgende Beziehungen aufgestellt werden:

306,9 (t₂ - ^) = (L - 2X)
X = |- 153,5 (t₂ - ^t₁)

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer an einem Ende des Zuges angeordneten Empfängerschaltung zur Bestimmung des Abstandes des falsch arbeitenden Bremsregelventils, wobei diese Empfängerschaltung durch das falsch arbeitende Regelventil wirksam geschaltet wird. Ein Radioempfänger 30 empfängt als Funktion der Stelle des falsch arbeitenden Bremsregelventils diskrete Signale von beiden Druckwandlern zu verschiedenen Zeiten. Dieser Radioempfänger speist die von den Druckwandlern empfangenen Signale, welche so moduliert sind, daß sie durch ihn unterscheidbar sind, in ein erstes Gatter 32 ein, wenn das Signal vom Druckwandler 1 empfangen wurde, und in ein zweites Gatter 34 ein, wenn das Signal vom Druckwandler 2 empfangen wurde. Wird eines der beiden Gatter wirksam geschaltet, so können Impulse von einem Impulsgenerator 36 in einen Zähler 38 bzw. einen Zähler 40 eingespeist werden.

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Ist das Gatter 32 wirksam geschaltet, so können Impulse vom Impulsgenerator 36 in den Zähler 38 eingespeist werden, welcher dann zu zählen beginnt. Ist das Gatter 34 wirksam geschaltet, so können Impulse vom Impulsgenerator 36 in den Zähler 40 eingespeist werden, welcher dann zu zählen beginnt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Gatter 32 und 34 durch den letzten Zählwert des Zählers 38 oder 40 gesperrt, welcher zuerst seinen vollen Zählwert erreicht, so daß die Zähler nicht mehr weiterzählen. Die Differenz zwischen den Zählwerten der Zähler ist die äquivalente Zeit t₂ - t^ bzw. die Zeitdifferenz in der Ausbreitung eines Signals von einer Stelle des Zuges zu dessen beiden Enden. Gemäß den oben angegebenen Formeln kann diese Zeitdifferenz in eine Strecke überführt werden.

Ist der Zählwert des Zählers 38 größer als der Zählwert des Zählers 40, so liegt die Stelle, an der die Notbremsung durch ein falsch arbeitendes Bremsregelventil ausgelöst wurde, zwischen der Mitte und dem vorderen Ende des Zuges. Die berechnete Strecke X ist sodann der Abstand vom vorderen Ende des Zuges. Ist der Zählwert des Zählers 40 größer, so liegt die Stelle, an der die Notbremsung ausgelöst wurde, zwischen der Mitte und dem hinteren Ende des Zuges. Die berechnete Strecke X ist dann der Abstand vom hinteren Ende des Zuges.

Wird der Impulsgenerator 36 so ausgelegt, daß die Zähler 153,5 Zählwerte pro Sekunde zählen, so ist die Differenz dem Abstand in Metern von der Mitte des Zuges zu demjenigen Druckwandler, welcher den Zähler mit dem höheren Zählwert gesperrt hat, äquivalent. Dies ist aus den oben genannten Gleichungen zu ersehen, wenn folgende Umformung vorgenommen wird:

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(1/2 - X) = 153,5 (t₂ - t.,)

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann zu jedem Zeitpunkt nach dem Beginn der Zählung durch die beiden Zähler ein Schalter 42 betätigt werden. Dieser Schalter speist eine Spannung von einer Abschalt-Spannungsquelle 44 in die Gatter 32 und 34 ein. Dadurch werden die Gatter gesperrt, so daß keine weiteren Impulse in die Zähler eingespeist werden, d.h. die Zähler zählen nicht mehr weiter. Die Differenz der Zählwerte zu diesem Zeitpunkt ist sodann ein Maß für die Differenz (t₂ - t^).

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ή.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1.J Anordnung zur Lokalisierung von Fehlfunktionen in Bremsregelventilen bei einem mit einem Druckluft-Bremsrohr versehenen Eisenbahnzug, bei dem sich das Druckluft-Bremsrohr über seine gesamte Länge erstreckt und bei dem jeder Wagen mit einem Bremsregelventil bestückt ist, welches das Druckluft-Bremsrohr im Falle einer Notbremsung öffnet, gekennzeichnet durch einen ersten am vorderen Ende des Zuges und einen zweiten am hinteren Ende des Zuges vorgesehenen Druckwandler (12 bzw. 14), die mit dem Druckluft-Bremsrohr (10) gekoppelt sind und die bei Änderung des Luftdrucks im Druckluft-Bremsrohr (10) aufgrund einer Fehlfunktion eines Bremsregelventils (18) ein erstes bzw. zweites Signal aussenden und durch eine an einer vorgegebenen Stelle des Zuges vorgesehene Empfängerschaltung (Fig. 3) zur Aufnahme des ersten und zweiten Sendesignals sowie zur Erzeugung einer Anzeige der Differenz von deren Empfangszeitpunkten, die durch die Laufzeit der Druckänderung durch das Druckluft-Bremsrohr zum ersten und zweiten Druckwandler (12, 14) als Funktion des Ortes des fehlerhaft funktionierenden Bremsregelventils (18) festgelegt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerschaltung (Fig. 3) folgende Komponenten umfaßt:

einen ersten und einen zweiten Zähler (38, 40), einen Kreis (30, 32) zur Wirksamschaltung des ersten Zählers (38) als Funktion des vom ersten Druckwandler (12) empfangenen Signals, einen Kreis (30, 34) zur Wirksamschaltung des zweiten Zählers (40) als Funktion des vom zweiten Druckwandler (14) empfangenen Signals und einen Kreis (32, 34), welcher auf das Ausgangssignal des Zählers

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(38 bzw. 40), welcher zuerst seinen vollen Zählwert erreicht, anspricht, um ein Weiterzählen der beiden Zähler zu verhindern, wobei die Differenz zwischen dem Zählwert in dem Zähler, welcher seinen vollen Zählwert nicht erreicht hat, und dem vollen Zählwert des anderen Zählers ein Maß für die Differenz der EmpfangsZeitpunkte der beiden Sendesignale ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerschaltung (Fig. 3) folgende Komponenten umfaßt:

einen Kreis (30, 32) zur Wirksamschaltung des ersten Zählers (38) als Funktion des vom ersten Druckwandler (12) empfangenen Signals, einen Kreis (30, 34) zur Wirksamschaltung des zweiten Zählers (40) als Funktion des vom zweiten Druckwandler (14) empfangenen Signals und einen Schalterkreis (42, 44) zur gleichzeitigen Abschaltung der Zähler (38, 40), wobei die Differenz zwischen den entsprechenden Zählwerten ein Maß für die Differenz der Empfangszeiten der Sendesignale ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine l'reiberstufe (36) zu einer Ansteuerung der Zähler (38, 40) derart, daß sie mit einer Zählrate von 153,5 Zählwerten pro Sekunde zählen, wobei die Differenz der Zählwerte ein Maß für den Abstand eines falsch funktionierenden Bremsregelventils (18) von der Mitte des Zuges zu dem zuerst betätigten Druckwandler (12 bzw. I4) ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (X) eines falsch funktionierenden Druckregelventils (18) von dem Ende des Zu-:es, an dem eine durch dieses falsch funktionierende DruoiTegel-

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ventil hervorgerufene Druckänderung zuerst ankommt, durch folgende Formel gegeben ist:

X = L/2 - 153,5 (t₂ - ^)

worin

L die Länge des Zuges,

t^ die Zeit, die ein Notbremssignal vom falsch funktionieren den Bremsregelventil zum Erreichen des vorderen Endes des Zu ges benötigt, und

tp die Zeit, die ein Notbremssignal vom falsch funktionieren den Ventil zum Erreichen des hinteren Endes des Zuges benötigt,
bedeuten.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähler (38, 40) auf die Differenz der Empfangszeitpunkte der Sendesignale zur Anzeige der Zeitdifferenz (tp - t«.) ansprechen.

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