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Steuerung eines Wendegetriebes, insbesondere eines Wendegetriebes für Strömungsgetriebe von Schienenfahrzeugen
Die Erfindung betrifft die Steuerung eines Wendegetriebes, insbesondere eines Wendegetriebes für Strömungsgetriebe von Schienenfahrzeugen, bei der eine formschlüssige Schaltkupplung über einen Stellkolben betätigt und in Abhängigkeit von der Drehbewegung der Welle und dem Füllzustand der Strömungskreisläufe über eine Verriegelung im eingeschalteten Zustand gesperrt wird, bestehend aus Einrichtungen für die Druckmittelfreigabe zur Steuerung der Betätigung der Schaltkupplung in Abhängigkeit vom Soll- und Ist-Zustand der Fahrtrichtung und vom öldruck sowie einem in Abhängigkeit von der Drehbewegung der Antriebswelle des Strömungsgetriebes schliessenden Steuerventil,
wobei die Einrichtungen für die Druckmittelfreigabe und das Steuerventil in Reihe geschaltet sind, und zwei entsprechend der gewünschten Dreh-bzw. Fahrtrichtung betätigbaren Magnetventilen, über die der Stellzylinder beaufschlagbar ist.
Es ist eine Steuerung eines Wendegetriebes bekannt, bei der die genannten Einrichtungen zur Druckmittelfreigabe aus zwei Ventilen bestehen. Das erste, ein elektropneumatisches Ventil, wird in Abhängigkeit vom Soll-und Ist-Zustand gesteuert und das zweite, ein Umschaltventil, wird in Abhängigkeit vom Füllungszustand hydraulisch beaufschlagt. Beide Ventile sind in Reihe geschaltet. Der Stellkolben ist in seiner Endlage durch einen federgespannten Kippmechanismus verriegelt. Die Freigabe der Verriegelung erfolgt durch einen grossen Überschuss der Stellkräfte. Obwohl diese Steuerung nach dem Ruhestromprinzip arbeitet und durch den federgespannten Kippmechanismus kein Folgesteuerventil erforderlich ist, ergeben sich unerwünschte Nachteile.
Zur Realisierung der erforderlichen Haltekraft an der Schaltmuffe sind konstruktiv ungünstige Lösungen erforderlich, die sich in relativ grossen Abmessungen, viel Verschleissteilen und einem relativ hohen Montageaufwand äussern.
In einer Stellung, in der die Zähne der Schaltmuffe vor den Zähnen des zu kuppelnden Zahnrades stehen, werden die Zähne beider Bauteile schlagartig mit einer sehr grossen Kraft belastet. Dies bringt einen hohen Verschleiss bzw. eine Verformung der Zähne mit sich. Schliesslich bedingt diese Steuerung neben einem relativ grossen konstruktiven auch einen hohen fertigungstechnischen Aufwand.
Schliesslich ist eine Steuereinrichtung für Wendegetriebe von Schienenfahrzeugen bekannt, bei der ein Steuerbefehl zur Fahrtrichtungsänderung bei eingetretenem Stillstand der Lokomotive weitergeleitet wird. Der Einleitung der Fahrtrichtungsänderung dienen Magnetventile.
Diese Steuereinrichtung ist mit der eingangs erwähnten Steuerung aber nicht vergleichbar, da hiebei keine Verriegelung von Verstellkolben vorgenommen wird.
Der Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Steuerung für Wendegetriebe, die wirtschaftlich und betriebssicher arbeitet und mit einem minimalen Aufwand herstellbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerung so zu ändern, dass durch besondere Ausbildung der Verriegelung und der Einrichtungen zur Druckmittelfreigabe in Abhängigkeit vom Sollund Ist-Zustand und vom öldruck bzw. Füllzustand der Strömungskreisläufe die Forderung nach hoher
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Lebensdauer und einfacher konstruktiver und fertigungstechnischer Ausführung unter Beachtung der sicherheitstechnischen Anforderungen an die Schaltmuffenbetätigung erfüllt werden.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Druckmittelfreigabe an den Verriegelungszylinder in Abhängigkeit vom Soll-und Ist-Zustand der Fahrtrichtung und dem Füllzustand der Strömungskreisläufe ein einziges Magnetventil vorgesehen ist und dass die dreh-bzw. fahrtrichtungsabhängigen Magnetventile, über die der Stellzylinder beaufschlagbar ist und über die die Schaltmuffe betätigt wird, in Abhängigkeit von der gewählten Fahrtrichtung und von der Stellung und Betätigungsrichtung des Verriegelungskolbens schaltbar sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist parallel zu einem den öldruck in den Strömungskreisläufen überwachenden Druckwächter eine bei Füllstoss in der gewünschten einzuschaltenden Fahrtrichtung betätigbare elektrische Überbrückung angeordnet.
Das Magnetventil ist mit einem Kontaktgeber so verbunden, dass es bei übereinstimmung von angesteuerter und Ist-Fahrtrichtung spannungslos ist. Stimmen der Ist-und der Soll-Zustand nicht überein und meldet der Druckwächter, dass kein Strömungskreislauf gefüllt ist, so öffnet das Magnetventil die Luftleitung in Richtung des Steuerventils, das bei Feststellung des Stillstandes der Welle die Druckluftleitung öffnet. Danach wird der Verriegelungskolben mit Druck beaufschlagt und entriegelt die Schaltvorrichtung. Gleichzeitig wird über einen mit dem Entriegelungskolben verbundenen Hebel und über den entsprechenden Endschalter ein Kontakt zur Öffnung des entsprechenden Magnetventils geschlossen. Damit ist die entsprechende Leitung zum Stellzylinder freigegeben und die Verschiebung der Schaltmuffe kann erfolgen.
Kann die Schaltmuffe infolge Gegenüberstellung der Zähne der Schaltmuffe und der Zähne des zu kuppelnden Zahnrades nicht in Arbeitsstellung gebracht werden, so wird die zu kuppelnde Welle mit der Schaltmuffe durch einen sogenannten Füllstoss, d. h. der Strömungskreislauf wird kurzzeitig mit öl beaufschlagt, weitergedreht. Damit würde aber dem gesamten System die Luft abgesperrt, da der Druckwächter anspricht und über das Magnetventil die Druckluftzufuhr verhindert wird. Zur Vermeidung dieses Zustandes ist parallel zum Druckwächter eine bei Notwendigkeit der Vornahme eines Füllstosses betätigbare elektrische überbrückung angeordnet.
Zur Vermeidung einer unerwünschten Verklemmung zwischen dem Verriegelungskolben und der Schaltvorrichtung und zur Schaffung definierter Kraftverhältnisse sind die Endschalter hubhystereseabhängig geschaltet.
Durch die Erfindung ergibt sich ein relativ einfacher und wenig aufwendiger Aufbau, da ein Minimum an Ventilen und andern Bauteilen benötigt wird. Ausserdem sind diese Bauteile keinen besonderen Belastungen ausgesetzt, so dass eine hohe Lebensdauer erzielt wird.
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine schematisch dargestellte Steuerung eines Wendegetriebes.
Von einem nicht dargestellten Drucklufterzeuger wird aufbereitete Luft einem Magnetventil - zugeführt. Das Magnetventil-l-ist mit einem Kontaktgeber --2-- und einem Druckwächter --3-- elektrisch verbunden. Der Druckwächter --3-- überwacht den öldruck in den nicht dargestellten Strömungskreisläufen. Ein Steuerventil --4-- besitzt einen Tastfinger --5--, Kolben-8, 9 und 30-und Entlüftungsbohrungen-29-. Über eine Leitung --28-- kann ein Raum zwischen den zwei Kolben--8, 9-- druckbeaufschlagt werden.
Steht die Welle --6-- still, so wird bei Druckbeaufschlagung der Leitung --28-- der Kolben --9-- bis zum Anschlag des
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--6-- verschoben- -28--. Ein Verriegelungskolben--10-ist mit einer Feder --11-- belastet und verriegelt eine Schaltvorrichtung-12-. Die Schaltvorrichtung --12-- wird von einem Stellzylinder-13-betätigt und verschiebt eine Schaltmuffe--14--. Ein Hebel --15-- ist mit dem Verriegelungskolben--10--mechanisch verbunden und betätigt zwei Endschalter-16, 17--. Die Endschalter-16, 17-- sind mit zwei weiteren Magnetventilen-18, 19- elektrisch verbunden.
Mit einem Schalter --20-- wird die entsprechende Fahrtrichtung vorwärts oder rückwärts gewählt. Dadurch kann das Magnetventil--18 oder 19-betätigt werden. Eine Wirkung des Magnetventils--18 oder 19-ist nur möglich, wenn ein Steuerkontakt--23-durch ein Relais - -22-- geschlossen wird. Die Endschalter--16, 17- werden mechanisch von dem Hebel--15-
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Durch den Schalter--20--, den Kontaktgeber--2--, den Druckwächter --3-- bzw.
Überbrückungskontakt --26-- wird die Spule des Magnetventils--l--betätigt. Dioden--27-- dienen zur Vermeidung von Kurzschlüssen.
Die Wirkungsweise der Steuerung ist folgende :
Stimmt die gewählte mit der tatsächlichen Fahrtrichtung nicht überein und meldet der Druckwächter-3-, dass kein Strömungskreislauf gefüllt ist, so wird das Magnetventil-l-über den Schalter-20-, den Kontaktgeber --2-- und den Druckwächter --3-- angesteuert und
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Zähne mit den Zähnen des nicht dargestellten, zu kuppelnden Zahnrades nicht in eine neue Arbeitsstellung gebracht werden, so wird ein sogenannter Füllstoss gegeben, d. h. ein Strömungskreislauf wird kurzzeitig mit öl gefüllt, um eine relative Bewegung der Schaltmuffe zum zu kuppelnden Zahnrad zu ermöglichen.
Bei Füllung einer der Strömungskreisläufe ist aber ein Verschieben der Schaltmuffe --14-- nicht gestattet und durch den geöffneten Kontakt des Druckwächters--3--entsprechend verriegelt. Um dieses Verbot in dem genannten Füllstoss aufzuheben und das Abschalten der Druckluft
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Erreichen der Endstellung der Schaltmuffe --14-- öffnet ein Kontakt des Kontaktgebers-2und macht das Magnetventil--l--stromlos. Dadurch wird die Druckluftzufuhr zum Steuerventil - unterbrochen und das gesamte System entlüftet. Somit kann die Federnden Entriegelungskolben--10--wieder in die Verriegelungsstellung bringen.
Beim Verlassen der oberen Endstellung schliesst der Kontakt des Endschalters--17--, was jedoch ohne Wirkung auf das Relais - -22-- bleibt, da sowohl der Kontakt des Endschalters --16-- als auch der Selbsthaltekontakt - geöffnet sind. Beim Erreichen der unteren Stellung des Verriegelungskolbens-10-schliesst der Kontakt des Endschalters--16--, das Relais --22-- wird unter Strom gesetzt und der Steuerkontakt --23-- unterbricht die Stromzufuhr zum Magnetventil--19--. Gleichzeitig wird der Selbsthaltekontakt--24--geschlossen und somit ist eine für den erneuten Richtungswechsel notwendige Entriegelung vorbereitet.
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