DE102009016986A1 - Method and device for braking force control - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der mittels einer Bremszange auf eine Bremsscheibe an einer Radachse eines Schienenfahrzeuges, insbesondere eines Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeuges, übertragenen Bremskraft, wobei die Steuerung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt. Erfindungsgemäß wird die Fahrzeuggeschwindigkeit indirekt über den Fahrtwind ermittelt und zur Ermittlung des Fahrtwindes der Staudruck erfasst und als Schaltdruck oder Steuerdruck an eine Steuereinrichtung weitergeleitet. Die Erfindung betrifft ferner eine Steuereinrichtung für ein Bremssystem eines Schienenfahrzeuges, insbesondere eines Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeuges, zur Steuerung der mittels einer Bremszange auf eine Bremsscheibe übertragenen Bremskraft sowie ein eine solche Steuereinrichtung umfassendes Bremssystem.The invention relates to a method for controlling the by means of a brake caliper on a brake disc on a wheel axle of a rail vehicle, in particular a high-speed rail vehicle, transmitted braking force, wherein the control is effected in dependence on the vehicle speed. According to the invention, the vehicle speed is determined indirectly via the travel wind and detected to determine the air flow of the back pressure and forwarded as a switching pressure or control pressure to a control device. The invention further relates to a control device for a brake system of a rail vehicle, in particular a high-speed rail vehicle, for controlling the braking force transmitted to a brake disk by means of a brake caliper and a brake system comprising such a control device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Bremskraft eines Bremssystems eines Schienenfahrzeuges, insbesondere eines Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeuges, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Bremssystem für ein Schienenfahrzeug, insbesondere ein Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeug, das eine solche Einrichtung umfasst.The The invention relates to a method for controlling the braking force of a Braking system of a rail vehicle, in particular a high-speed rail vehicle, with the features of the preamble of claim 1. Further relates the invention a control device for carrying out the inventive method and a brake system for a rail vehicle, in particular a high-speed rail vehicle, comprising such a device.

Bei der Auslegung eines Bremssystems eines Schienenfahrzeuges gilt es unter anderem die Technischen Spezifikationen für die Interoperabilität (TSI) auf der Grundlage der Richtlinie 96/48/EG zu beachten. Diese schreibt unter anderem Grenzwerte für den Rad-Schiene-Kraftschluss, Mindestbremsleistungen sowie maximale Anhaltewege vor. Bei Geschwindigkeiten eines Schienenfahrzeuges oberhalb 200 km/h hat die Bremsauslegung beispielsweise auf Basis eines linear verminderten Kraftschlusses zu erfolgen. Die TSI fordert zudem eine oder mehrere Verzögerungsstufen.When designing a rolling stock braking system, inter alia, the technical specifications for interoperability (TSI) shall apply on the basis of Directive 96/48 / EC to be observed. Among other things, this prescribes limit values for the wheel-rail adhesion, minimum braking performance and maximum stopping distances. At speeds of a rail vehicle above 200 km / h, the brake design has to be carried out, for example, on the basis of a linearly reduced frictional connection. The TSI also requires one or more delay levels.

Die Verfügbarkeit der Verzögerungsstufen muss auch im Notbremsfall sichergestellt sein. Zudem darf ein lokaler Systemausfall nicht zu einer Überschreitung der geforderten Anhaltewege führen, ferner muss ein Mehrfachausfall oder sogar ein zugweiter Systemausfall sicher ausgeschlossen werden können.The Availability of the delay stages must also be ensured in case of emergency. In addition, a local system failure may not to exceed the required stopping distances lead, furthermore, a multiple failure or even a train-wide system failure can be safely excluded.

Bei heutigen Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeugen, die im Regelbetrieb Geschwindigkeiten zwischen 330 und 350 km/h erreichen, sind die Bremssysteme in der Regel derart ausgelegt, dass im Notbremsfall ein konstanter Notbremsdruck eingestellt wird, der gewährleistet, dass die geforderten Anhaltewege eingehalten werden. Der eingestellte Notbremsdruck stellt daher in der Regel ein Kompromiss aus maximaler Leistung und maximalem Bremsweg dar.at Today's high-speed rail vehicles, in normal operation Achieve speeds between 330 and 350 km / h are the braking systems usually designed so that in case of emergency a constant Emergency brake pressure is set, which ensures that the required stopping distances are met. The set emergency brake pressure therefore usually represents a compromise of maximum performance and maximum braking distance.

Aufgrund der hohen Geschwindigkeiten im Zeitpunkt der Einleitung des Bremsvorganges kommt es bei Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeugen zu extremen Belastungen des Bremssystems. Insbesondere werden dabei die Bremselemente eines Bremssystems bis an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit beansprucht. Diese umfassen in der Regel wenigstens eine mit der Radachse des Schienenfahrzeugs verbundene Bremsscheibe sowie wenigstens ein weiteres Bremselement, das über eine Betätigungseinrichtung in Reibkontakt mit der Bremsscheibe bringbar ist. Als Betätigungseinrichtung kann ein Bremszylinder vorgesehen sein, der auf eine Bremszange einwirkt, an der Bremsbacken als weitere Bremselemente angeordnet sind. Die Bremszange umgreift die Bremsscheibe, so dass bei Betätigung der Bremszange die Bremsbacken an die Bremsscheibe gepresst werden. Je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit bei Einleitung des Bremsvorgangs ist, desto größer ist die Beanspruchung der Bremselemente. Die beim Bremsvorgang in die Bremsscheibe eingetragene Energie wird im Wesentlichen in Wärme umgewandelt. Dabei gilt es eine Überhitzung zu vermeiden, da ansonsten die Bremsscheibe Schaden nehmen könnte. Aus dem Stand der Technik sind daher verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Überwachung der Wärmeentwicklung im Bereich der Bremsscheibe bekannt. Ferner ist bekannt, die Bremselemente aus einem möglichst temperaturunempfindlichen Material herzustellen. In der EP 0 483 719 A1 wird beispielsweise ein Mehrscheibenbremssystem für Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeuge vorgeschlagen, deren Bremselemente aus Kohlenstoff bestehen, da Kohlenstoff eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit aufweist. Zudem wird vorgeschlagen, das Bremssystem mit einem Kühlkreis zur Wärmeabfuhr auszustatten.Due to the high speeds at the time of initiation of the braking process, extreme loads on the brake system occur in high-speed rail vehicles. In particular, while the braking elements of a brake system are claimed to the limits of their performance. As a rule, these comprise at least one brake disk connected to the wheel axle of the rail vehicle and at least one further brake element which can be brought into frictional contact with the brake disk via an actuating device. As actuating means, a brake cylinder may be provided, which acts on a brake caliper, are arranged on the brake shoes as further brake elements. The brake calliper engages around the brake disc, so that the brake shoes are pressed against the brake disc when the brake calliper is actuated. The higher the vehicle speed at the initiation of the braking process, the greater the stress on the brake elements. The energy introduced into the brake disc during the braking process is essentially converted into heat. It is important to avoid overheating, otherwise the brake disc could be damaged. Therefore, various methods and devices for monitoring the heat development in the region of the brake disk are known from the prior art. Furthermore, it is known to produce the brake elements from a temperature-sensitive material as possible. In the EP 0 483 719 A1 For example, a multi-disc brake system for high-speed rail vehicles is proposed, whose brake elements are made of carbon, since carbon has a very high temperature resistance. It is also proposed to equip the brake system with a cooling circuit for heat dissipation.

Die Entwicklung befasst sich darüber hinaus aber bereits mit Hochgeschwindigkeitszügen, sogenannten „Very High-Speed” Schienenfahrzeugen, die Reisegeschwindigkeiten von weit mehr als 350 km/h erreichen sollen. Hierfür kann ein Kompromiss aus maximaler Leistung und maximalem Bremsweg nicht mehr gefunden werden. Denn bei einem konstanten Bremsdruck würden entweder die Bremssysteme der Fahrzeuge Schaden nehmen, oder die Bremswege würden zu lang und damit die Vorgaben der TSI nicht mehr eingehalten. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten muss daher die Bremskraft während des Bremsvorganges reduziert werden, um einen zu hohen Energieeintrag in die Bremsscheiben zu vermeiden.The In addition, development is already involved High-speed trains, so-called "very high-speed" rail vehicles, the travel speeds from far more than 350 km / h. For this can a compromise between maximum power and maximum braking distance no longer being found. Because at a constant brake pressure would either damage the braking systems of the vehicles, or the Braking distances would be too long and therefore the specifications of the TSI no longer respected. Therefore, at very high speeds the braking force is reduced during the braking process, to avoid an excessive energy input into the brake discs.

Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung der Bremskraft bekannt. Beispielhaft wird hier auf die Druckschrift EP 0 601 681 A1 verwiesen, die ein Verfahren und eine Einrichtung zum Einstellen der Bremskraft an Bremsscheiben von Schienenfahrzeugen beschreibt. Die vorgeschlagene Einrichtung soll eine Messung der Bremskraft und gleichzeitig eine Korrektur einer von einem Sollwert abweichenden Bremskraftgröße ermöglichen. Hierzu wird über einen im Bereich des Bremsgestänges angeordneten Bremskraftaufnehmer die tatsächliche Bremskraft gemessen und mit dem Bremskraft-Sollwert in einer Bremssteuerung verglichen sowie analog zum ermittelten Differenzwert der Druck im Bremszylinder verändert. Die Einstellung der Bremskraft dient dabei vorrangig dem Ausgleich von Bremskraftverlusten, beispielsweise bei der Übertragung der Bremskraft vom Bremskraftzylinder auf das Bremsgestänge.Various methods and devices for controlling the braking force are already known from the prior art. Exemplary here on the publication EP 0 601 681 A1 referring to a method and a device for adjusting the braking force on brake discs of rail vehicles. The proposed device is to allow a measurement of the braking force and at the same time a correction of deviating from a nominal value brake force. For this purpose, the actual braking force is measured via a disposed in the region of the brake linkage Bremskraftaufnehmer and compared with the braking force target value in a brake control and changed analogously to the determined difference value of the pressure in the brake cylinder. The setting of the braking force serves primarily to compensate for braking force losses, for example, in the transmission of the braking force from the brake cylinder to the brake linkage.

Aus der EP 0 741 065 A2 geht ferner ein geschwindigkeitsabhängiges Bremsverfahren sowie eine hierzu einsetzbare Bremsvorrichtung hervor, die mehrere Sätze von Bremselementen umfasst, die mit einer unterschiedlichen Zahl an Bremselementen bestückt sind und die zeitversetzt in Abhängigkeit von der jeweiligen Anfangsgeschwindigkeit bzw. der noch vorhandenen Restgeschwindigkeit eingesetzt werden. Hierzu kann eine Geschwindigkeitserfassungsleitung vorgesehen sein, die zum Erfassen der Geschwindigkeit mit einem Wandler oder einer Steuerkonsole kommunizieren kann.From the EP 0 741 065 A2 Furthermore, a speed-dependent braking method and a usable for this purpose braking device, which comprises a plurality of sets of brake elements, which are equipped with a different number of brake elements and are used with a time delay in dependence on the respective initial speed or the remaining speed remaining. For this purpose, a speed detection line can be provided, which can communicate with a converter or a control console for detecting the speed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung der Bremskraft eines Bremssystems für ein Schienenfahrzeug anzugeben, bei dem die Steuerung in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt. Das angegebene Verfahren soll zudem in einfacher Weise die Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit ermöglichen. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.task The present invention is a method for controlling the Braking force of a braking system for a rail vehicle in which the control is dependent on the respective vehicle speed takes place. The specified procedure should also easily determine the vehicle speed enable. The task is solved by a Method with the features of claim 1. Advantageous developments The invention is defined in the subclaims.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Steuereinrichtung für ein Bremssystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereit zu stellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Ferner werden ein Bremssystem umfassend eine solche Steuereinrichtung sowie ein Schienenfahrzeug mit einem entsprechenden Bremssystem beansprucht.A Another object is to provide a control device for a braking system for carrying out the invention To provide the procedure. This task is solved by a control device with the features of claim 8. Further are a brake system comprising such a control device as well a rail vehicle claimed with a corresponding brake system.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Fahrzeuggeschwindigkeit indirekt über den Fahrtwind ermittelt und zur Ermittlung des Fahrtwindes der Staudruck erfasst. Der erfasste Staudruck wird dann als Schaltdruck oder Steuerdruck an eine Steuereinrichtung weitergeleitet. Die indirekte Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit über den Fahrtwind hat den Vorteil, dass dieser immer zur Verfügung steht und sich hieraus sicher die jeweilige Geschwindigkeit des Fahrzeuges ableiten lasst. Denn der Staudruck steigt proportional mit der Fahrzeuggeschwindigkeit. Zudem stellt der Staudruck eine pneumatisch verarbeitbare Größe dar, so dass zur Verarbeitung pneumatische Bauteile einsetzbar sind, die einfach aufgebaut und damit in der Regel weniger störanfällig sind als beispielsweise entsprechende elektrische oder elektronische Komponenten.at the method according to the invention is the vehicle speed determined indirectly via the wind and for identification of the airstream recorded the back pressure. The recorded dynamic pressure is then as switching pressure or control pressure to a control device forwarded. The indirect determination of the vehicle speed over The airstream has the advantage that this is always available stands and from this surely the respective speed of the Derive the vehicle. Because the dynamic pressure increases proportionally with the vehicle speed. In addition, the dynamic pressure represents a pneumatically processable size, so that Processing pneumatic components are used that easy built and thus less prone to failure are as for example corresponding electrical or electronic Components.

Vorzugsweise wird der Staudruck über wenigstens ein Staurohr und/oder eine statische Sonde erfasst. Weiterhin vorzugsweise wird der Staudruck in Fahrtrichtung über wenigstens ein erstes Staurohr und bei einem Wechsel der Fahrtrichtung über wenigstens ein zum ersten Staurohr entgegen gesetzt angeordnetes zweites Staurohr erfasst. Dies erweist sich als vorteilhaft, wenn die Fahrtrichtung häufiger wechselt, wie dies bei Schienenfahrzeugen üblicherweise der Fall ist. Dabei können erstes und zweites Staurohr und/oder die statische Sonde eine Baueinheit bilden. Bevorzugt ist das wenigstens eine Staurohr und/oder die statische Sonde an exponierter Stelle am Fahrzeug angeordnet. Bevorzugt wird eine Anordnung von Staurohr und/oder Sonde im Bereich des Daches eines Schienenfahrzeuges, da dort die Luftströmung die geringste Beeinflussung erfährt und eine Manipulation durch unbefugte Personen weitestgehend ausgeschlossen werden kann.Preferably is the back pressure on at least one pitot tube and / or recorded a static probe. Further preferably, the dynamic pressure in Direction of travel via at least a first pitot tube and at a change of direction over at least one to the first pitot tube opposite arranged arranged second pitot tube. This proves to be advantageous when the direction of travel changes frequently, as is usually the case with rail vehicles is. Here, first and second pitot tube and / or the static probe form a structural unit. This is preferably at least a pitot tube and / or the static probe at an exposed point arranged on the vehicle. Preferred is an arrangement of pitot tube and / or probe in the region of the roof of a rail vehicle, since there the air flow experiences the slightest influence and manipulation by unauthorized persons largely excluded can be.

Gleichwohl bei Hochgeschwindigkeitsfahrten ausgeschlossen ist, dass der Staudruck dauerhaft durch starken Gegen- oder Rückenwind beeinflusst wird, kann es dennoch kurzzeitig, beispielsweise im Bereich von Tunneleinfahrten oder bei Zugbegegnungen im Tunnel, zu Turbulenzen kommen, die zu einer Störung des Staudruck-Geschwindigkeitssignals führen könnten. Um dieser Problematik Rechnung zu tragen wird vorgeschlagen, entsprechende den Staudruck beeinflussende Windkräfte und/oder lokale Turbulenzen durch systemische Trägheiten pneumatisch und/oder mechanisch zu filtern.nevertheless in high-speed driving is ruled out that the dynamic pressure permanently influenced by strong counterwind or tailwind, It can nevertheless be short-term, for example in the area of tunnel entrances or when train encounters in the tunnel, turbulence come to one Disturbing the dynamic pressure speed signal could. To take this problem into account proposed, corresponding to the dynamic pressure influencing wind forces and / or local turbulence by systemic inertias pneumatically and / or mechanically filter.

Eine Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der erfasste Staudruck an einen Drucksensor und/oder einen Druckschalter zur Freigabe oder zum Blockieren einer Hochgeschwindigkeitsfahrt weitergeleitet wird. Somit wird zunächst die Verfügbarkeit des Systems geprüft und erst bei einem positiven Ergebnis der Prüfung die Hochgeschwindigkeitsfahrt freigegeben. Hierzu erzeugen Drucksensor und/oder Druckschalter ein entsprechendes Signal.A Further development of the method according to the invention provides that the detected back pressure to a pressure sensor and / or a pressure switch to enable or block high speed travel is forwarded. Thus, first the availability tested by the system and only at a positive result the test released the high-speed ride. For this purpose, pressure sensor and / or pressure switch generate a corresponding Signal.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bremskraft gestuft gesteuert. Vorzugsweise wird hierzu der Staudruck mittels eines Druckübersetzers, beispielsweise über ein Kolbenventil, in einen Schaltdruck und in Abhängigkeit von dem Schaltdruck in einen hohen oder einen niedrigen Steuerdruck übersetzt. Eine derartige Steuerung weist einen besonders einfachen Aufbau auf.According to one first preferred embodiment of the invention Method, the braking force is controlled stepped. Preferably, this is done the dynamic pressure by means of a pressure booster, for example via a piston valve, in a switching pressure and depending from the switching pressure translated into a high or a low control pressure. Such a controller has a particularly simple structure on.

Alternativ hierzu wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, die Bremskraft stufenlos zu steuern. Hierzu wird vorzugsweise der Staudruck über einen Druckübersetzer in einen stufenlosen Steuerdruck übersetzt, so dass bei einem kontinuierlich steigenden Staudruck auch der Steuerdruck kontinuierlich zunimmt.alternative This is according to another preferred embodiment proposed to steplessly control the braking force. For this purpose is preferably the back pressure via a pressure booster translated into a stepless control pressure, so that at a continuously increasing dynamic pressure and the control pressure continuously increases.

Unabhängig davon, ob die Steuerung gestuft oder stufenlos erfolgt, weisen beide Verfahren den Vorteil auf, dass die Verarbeitung des Staudrucks im Wesentlichen rein pneumatisch erfolgt. Pneumatische Bauteile erweisen sich als äußerst robust und wenig störanfällig, so dass sie eine hohe Systemsicherheit gewährleisten.Independently Whether the control is stepped or stepless is shown by both Procedure has the advantage that the processing of dynamic pressure essentially purely pneumatic. Pneumatic components prove to be extremely robust and less susceptible to interference, so that they ensure high system security.

Des Weiteren wird eine Steuereinrichtung für ein Bremssystem eines Schienenfahrzeuges, insbesondere eines Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeuges, zur Steuerung der mittels einer Bremszange auf eine Bremsscheibe übertragenen Bremskraft vorgeschlagen, welche erfindungsgemäß wenigstens ein Staurohr und/oder eine statische Sonde zur Erfassung des Staudrucks umfasst. Über den Staudruck ist der Fahrtwind und damit indirekt die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelbar. Die Steuerung der Bremskraft erfolgt somit in mittelbarer Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit des Schienenfahrzeuges. Die Steuereinrichtung ist zudem derart ausgelegt, dass die geforderten maximalen Anhaltewege eingehalten und Überbelastungen des Bremssystems vermieden werden.Of Further, a control device for a brake system a rail vehicle, in particular a high-speed rail vehicle, for controlling the transmitted by means of a brake caliper to a brake disc Braking force proposed which according to the invention at least one Pitot tube and / or a static probe to detect the dynamic pressure includes. About the dynamic pressure is the wind and thus indirectly the vehicle speed can be determined. The control The braking force is thus in indirect dependence of the respective vehicle speed of the rail vehicle. The Control device is also designed such that the required maximum stopping distances and overloads of the Brake system can be avoided.

Die Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise ferner wenigstens einen Druckübersetzer zur Verarbeitung des Staudrucks in einen Schaltdruck oder Steuerdruck.The Control device preferably further comprises at least one pressure booster for processing the back pressure into a switching pressure or control pressure.

Beansprucht wird ferner ein Bremssystem für ein Schienenfahrzeug, insbesondere ein Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeug, mit einer vorstehend beschriebenen Steuereinrichtung zur Steuerung der mittels einer Bremszange auf eine Bremsscheibe übertragenen Bremskraft. Das Bremssystem umfasst wenigstens eine mit einer Radachse des Fahrzeugs verbundene Bremsscheibe als einem ersten Bremselement sowie wenigstens ein weiteres mit der Bremszange verbundenes Bremselement, das über die Bremszange in Reibkontakt mit der Bremsscheibe bringbar ist. Die Bremszange wird dabei bevorzugt über einen Bremszylinder betätigt.claimed Furthermore, a braking system for a rail vehicle, in particular a high-speed rail vehicle, with one described above Control device for controlling the means of a brake caliper a brake disc transmitted braking force. The brake system includes at least one brake disc connected to a wheel axle of the vehicle as a first brake element and at least one other with the Brake caliper connected brake element, via the brake caliper can be brought into frictional contact with the brake disc. The brake calliper is preferably operated via a brake cylinder.

Gegenstand der Erfindung ist schließlich auch ein Schienenfahrzeug, insbesondere ein Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeug, mit einem Bremssystem der vorstehend genannten Art, das eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung zur Steuerung der Bremskraft umfasst.object Finally, the invention is also a rail vehicle. in particular a high-speed rail vehicle, with a braking system of the type mentioned above, which is an inventive Control device for controlling the braking force comprises.

Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:preferred Embodiments will be described below with reference to the drawings described in more detail. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, 1 a schematic representation of a control device according to the invention,

2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung zur zweistufigen Steuerung und 2 a schematic representation of a control device according to the invention for two-stage control and

3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung zur stufenlosen Steuerung. 3 a schematic representation of a control device according to the invention for stepless control.

Der schematischen Darstellung der 1 ist der allgemeine Erfindungsgedanke zu entnehmen. Es wird hierin zunächst der Umriss eines Schienenfahrzeuges mit vier Rädern bzw. Radachsen angedeutet. Die dem Schienenfahrzeug zugeordnete Steuereinrichtung umfasst ein erstes außerhalb des Fahrzeugs angeordnetes Staurohr 1a, das gegen die angedeutete Fahrtrichtung ausgerichtet ist, sowie ein zweites außerhalb des Fahrzeug angeordnetes Staurohr 1b, das in Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Die beiden Staurohre dienen der Erfassung eines Staudrucks S, der Aufschluss über die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit gibt. Als Staurohr kann beispielsweise ein Prandt1-Rohr eingesetzt werden, das zudem eine Messung des statischen Druckes S– ermöglicht. Bei Verwendung eines einfachen Staurohrs kann zur Messung des statischen Druckes – wie in der 1 angedeutet – auch zusätzlich eine statische Sonde 2 außen am Fahrzeug angeordnet sein.The schematic representation of 1 the general idea of the invention can be seen. The outline of a rail vehicle with four wheels or wheel axles is initially indicated herein. The control device assigned to the rail vehicle comprises a first pitot tube arranged outside the vehicle 1a , which is aligned against the indicated direction of travel, and a second outside the vehicle arranged pitot tube 1b , which is aligned in the direction of travel. The two pitot tubes are used to detect a dynamic pressure S, which provides information about the respective vehicle speed. As a pitot tube, for example, a Prandt1 tube can be used, which also allows a measurement of the static pressure S - . When using a simple pitot tube can be used to measure the static pressure - as in the 1 indicated - also a static probe 2 be arranged outside of the vehicle.

Der Staudruck S wird über das Staurohr 1a oder 1b als Staudruckorgan und über ein Rückschlagventil 3 an die Bremssteuerung 11 weitergeleitet. Die Weiterleitung und Verarbeitung des Staudruckes erfolgt rein pneumatisch. Beeinflussungen der Staudruckgröße durch kurzzeitige starke Windböen oder Turbulenzen wie sie beispielsweise im Bereich von Tunneleinfahrten auftreten können, werden dabei durch systemische Trägheiten pneumatisch herausgefiltert.The back pressure S is over the pitot tube 1a or 1b as a dynamic pressure element and a check valve 3 to the brake control 11 forwarded. The forwarding and processing of the back pressure is purely pneumatic. Influencing the dynamic pressure due to short-term strong gusts of wind or turbulence, which can occur, for example, in the area of tunnel entrances, are pneumatically filtered out by systemic inertias.

Die Bremssteuerung 11 weist neben einen ersten Anschluss für den Staudruck S einen weiteren Anschluss auf, an dem ein Versorgungsdruck A bzw. R anliegt. Des Weiteren ist ein Eingang für ein Steuersignal B vorgesehen, wobei das Steuersignal elektrisch, elektronisch oder pneumatisch vorliegen kann. Über die Bremssteuerung wird ein Bremszylinderdruck C bewirkt, mit dem ein nicht dargestellter Bremszylinder eines Bremssystems beaufschlagt wird.The brake control 11 has, in addition to a first connection for the back pressure S, a further connection to which a supply pressure A or R is present. Furthermore, an input for a control signal B is provided, wherein the control signal may be electrical, electronic or pneumatic. About the brake control, a brake cylinder pressure C is effected, with which an unillustrated brake cylinder of a brake system is acted upon.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 wird – je nach Fahrtrichtung – der über das Staurohr 1a oder 1b und/oder der über die statische Sonde 2 erfasste statische Druck S– über ein Rückschlagventil 3 an ein Kolbenventil 7 weitergeleitet, das den Druck in einen Schaltdruck T übersetzt. Der Schaltpunkt ist auf einen zuvor berechneten Bremswert abgestimmt. Je nach Schaltdruck T wird der Bremszylinder über die Bremssteuerung 11 mit einem hohen oder einem niedrigen Steuerdruck beaufschlagt.In the embodiment of the 2 is - depending on the direction of travel - over the pitot tube 1a or 1b and / or via the static probe 2 detected static pressure S - via a check valve 3 to a piston valve 7 forwarded, which translates the pressure into a switching pressure T. The switching point is tuned to a previously calculated braking value. Depending on the switching pressure T, the brake cylinder is via the brake control 11 subjected to a high or a low control pressure.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 erfolgt die Steuerung stufenlos, das heißt der Steuerdruck und damit der Bremszylinderdruck C ist stufenlos veränderbar. Hierzu wird der über das Staurohr 1a oder 1b aufgenommene Staudruck S und/oder der über die statische Sonde 2 aufgenommene statische Druck S über das Rückschlagventil 3 an einen Druckübersetzer 8 zur Übersetzung in einen stufenlosen Steuerdruck T weitergeleitet.In the embodiment of the 3 the control is infinitely variable, that is, the control pressure and thus the brake cylinder pressure C is continuously variable. For this purpose, the over the pitot tube 1a or 1b recorded dynamic pressure S and / or via the static probe 2 recorded static pressure S via the check valve 3 to a pressure intensifier 8th for translation into a stepless control pressure T forwarded.

Wie den 2 und 3 zu entnehmen ist, umfassen die Steuereinrichtungen beider Ausführungsbeispiele zudem jeweils wenigstens einen Drucksensor 4a, 4b und einen Druckschalter 5a, 5b, die in Abhängigkeit von dem gemessenen Fahrtwind bzw. der Fahrzeuggeschwindigkeit die Verfügbarkeit des Systems prüfen und bei einem positiven Ergebnis der Prüfung die Freigabe zur Hochgeschwindigkeitsfahrt signalisieren, andernfalls die Freigabe nicht signalisieren und damit eine Hochgeschwindigkeitsfahrt unterbinden. Durch Prüfen der Verfügbarkeit des Systems kann die Gefahr eines lokalen oder zugweiten Systemausfalls während einer Hochgeschwindigkeitsfahrt deutlich reduziert werden.Like that 2 and 3 can be seen, the control devices of both embodiments also each comprise at least one pressure sensor 4a . 4b and a pressure switch 5a . 5b which check the availability of the system as a function of the measured wind speed or the vehicle speed and signal the release for high-speed travel if the result of the test is positive, otherwise they do not signal the release and thus prevent high-speed travel. By checking the availability of the system, the risk of local or remote system failure during high speed travel can be significantly reduced.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Richtlinie 96/48/EG [0002] - Directive 96/48 / EC [0002]

Claims (11)

Verfahren zur Steuerung der mittels einer Bremszange auf eine Bremsscheibe an einer Radachse eines Schienenfahrzeuges, insbesondere eines Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeuges, übertragenen Bremskraft, wobei die Steuerung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt, dadurch gekennzeichnet dass die Fahrzeuggeschwindigkeit indirekt über den Fahrtwind ermittelt wird und zur Ermittlung des Fahrtwindes der Staudruck erfasst und als Schaltdruck oder Steuerdruck an eine Steuereinrichtung weitergeleitet wird.Method for controlling the transmitted by means of a brake caliper on a brake disc on a wheel axle of a rail vehicle, in particular a high speed rail vehicle, braking force, wherein the control is effected in dependence on the vehicle speed, characterized in that the vehicle speed is determined indirectly via the wind and for determining the wind of the Dynamic pressure detected and forwarded as a switching pressure or control pressure to a control device. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Staudruck über wenigstens ein Staurohr (1a, 1b) und/oder eine statische Sonde (2) pneumatisch erfasst und weitergeleitet wird.A method according to claim 1, characterized in that the dynamic pressure via at least one pitot tube ( 1a . 1b ) and / or a static probe ( 2 ) is detected pneumatically and forwarded. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Staudruck in Fahrtrichtung über wenigstens ein erstes Staurohr (1b) und bei einem Wechsel der Fahrtrichtung über wenigstens ein zum ersten Staurohr (1b) entgegen gesetzt angeordnetes zweites Staurohr (1a) erfasst wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the back pressure in the direction of travel over at least a first pitot tube ( 1b ) and when changing the direction of travel over at least one of the first pitot tube ( 1b ) oppositely arranged second pitot tube ( 1a ) is detected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrtwind entgegen gesetzte und damit den Staudruck beeinflussende Windkräfte und/oder lokale Turbulenzen durch systemische Trägheiten pneumatisch und/oder mechanisch gefiltert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the wind opposite and so that the dynamic pressure influencing wind forces and / or local turbulence due to systemic inertia pneumatic and / or mechanically filtered. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erfasste Staudruck an einen Drucksensor (4a, 4b) und/oder einen Druckschalter (5a, 5b) zur Freigabe oder zum Blockieren einer Hochgeschwindigkeitsfahrt weitergeleitet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the detected back pressure to a pressure sensor ( 4a . 4b ) and / or a pressure switch ( 5a . 5b ) is forwarded to enable or block high speed travel. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft gestuft gesteuert wird, indem vorzugsweise der Staudruck über einen Druckübersetzer (6, 7) in einen ersten hohen Schaltdruck und einen zweiten niedrigen Schaltdruck übersetzt wird, wobei weiterhin vorzugsweise ein Kolbenventil als Druckübersetzer verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the braking force is stepped controlled by preferably the back pressure via a pressure booster ( 6 . 7 ) is translated into a first high switching pressure and a second low switching pressure, wherein further preferably a piston valve is used as a pressure booster. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft stufenlos gesteuert wird, indem vorzugsweise der Staudruck über einen Druckübersetzer (6, 8) in einen stufenlosen Steuerdruck übersetzt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the braking force is steplessly controlled, preferably by the back pressure via a pressure booster ( 6 . 8th ) is translated into a stepless control pressure. Steuereinrichtung für ein Bremssystem eines Schienenfahrzeuges, insbesondere eines Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeuges, zur Steuerung der mittels einer Bremszange auf eine Bremsscheibe übertragenen Bremskraft, gekennzeichnet durch wenigstens ein Staurohr (1a, 1b) und/oder eine statische Sonde (2) zur Erfassung des Staudrucks, über welchen der Fahrtwind und damit indirekt die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelbar ist.Control device for a brake system of a rail vehicle, in particular a high-speed rail vehicle, for controlling the braking force transmitted to a brake disk by means of a brake caliper, characterized by at least one pitot tube ( 1a . 1b ) and / or a static probe ( 2 ) for detecting the dynamic pressure, over which the airstream and thus indirectly the vehicle speed can be determined. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner wenigstens einen Druckübersetzer (6, 7, 8) zur Verarbeitung des Staudrucks in einen Schaltdruck oder einen Steuerdruck umfasst.Control device according to claim 8, characterized in that it further comprises at least one pressure booster ( 6 . 7 . 8th ) for processing the dynamic pressure into a switching pressure or a control pressure. Bremssystem für ein Schienenfahrzeug, insbesondere ein Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeug, mit einer Steuereinrichtung nach Anspruch 8 oder 9 zur Steuerung der mittels einer Bremszange auf eine Bremsscheibe an einer Radachse des Schienenfahrzeuges übertragenen Bremskraft.Braking system for a rail vehicle, in particular a high-speed rail vehicle, with a control device according to claim 8 or 9 for controlling the means of a brake caliper a brake disc transmitted to a wheel axle of the rail vehicle Braking force. Schienenfahrzeug, insbesondere ein Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeug, mit einem Bremssystem nach Anspruch 10.Rail vehicle, in particular a high-speed rail vehicle, with a braking system according to claim 10.
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