AT513194A1

AT513194A1 - Bremssystem für ein Schienenfahrzeug und Schienenfahrzeug mit derartigem Bremssystem

Info

Publication number: AT513194A1
Application number: ATA50249/2012A
Authority: AT
Inventors: Engelbert Dipl Ing Rossegger; Gerald Dipl Ing Dr Schleinzer
Original assignee: Siemens Ag Oesterreich
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2014-02-15
Also published as: AT513194B1; WO2014001041A3; WO2014001041A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Schienenfahrzeug (SZ) sowie eine Schienenfahrzeug (SZ) mit einem derartigen Bremssystem. Das Bremssystem weist dabei unter anderem zumindest eine Ansteuereinheit (AE) sowie Bremseinheiten (B1,…,B12) auf, welche über die Ansteuereinheit (AE) bei einem Bremsvorgang entsprechend angesteuert werden. Beim erfindungsgemäßen Bremssystem sind zumindest zwei unterschiedlich bestückte Bremseinheitsarten (B1,…,B12) vorgesehen, wobei eine erste Bremseinheitsart (B1,…,B8) einen bremstechnisch optimierten Bremsbelag und eine zweite Bremseinheitsart (B9,…,B12) einen auf geringe Geräuschemission optimierten Bremsbelag aufweist. Durch die Ansteuereinheit (AE) des Bremssystems ist bei einem Bremsvorgang des Schienenfahrzeugs (SZ) eine derartige Ansteuerung der jeweiligen Bremseinheitsarten (B1,…,B12) vorgesehen, dass ein Einsatz der zumindest zwei unterschiedlichen Bremseinheitsarten (B1,…,B12) in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit und/oder einer Streckenposition gesteuert werden kann. Dadurch kann das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug (SZ) in Abhängigkeit von einer Situation (z.B. Notfall, etc.), von der Fahrgeschwindigkeit und/oder Streckenposition effizient und optimal und insbesondere bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten, z.B. im Bereich von Bahnhöfen und/oder Haltestellen, geräuscharm gebremst werden.

Description

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Beschreibung

Bremssystem für ein Schienenfahrzeug und Schienenfahrzeug mit derartigem Bremssystem

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Eisenbahntechnik. Im Speziellen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Bremssystem für ein Schienenfahrzeug mit mehreren Bremseinheiten sowie zumindest einer Ansteuereinheit. Außerdem betrifft die Erfindung auch ein Schienenfahrzeug mit einem derartigen Bremssystem.

Stand der Technik

Beim Betrieb von Schienenfahrzeugen werden so genannte Geräusch- oder Schallemissionen, welche auch als Schienenverkehrslärm bezeichnet werden, verursacht. Der durch Schienenfahrzeuge verursachte Lärm lässt sich beispielsweise in so genannten Streckenlärm und Bahnhofs- bzw. Haltestellenlärm unterteilen. Zum Streckenlärm werden z.B. Rollgeräusch, aerodynamische Geräusche, Kurvengeräusche und/oder Antriebsgeräusche gezählt. Als Bahnhofslärm werden insbesondere z.B. Anfahr- und/oder Bremsgeräusche sowie Rangiergeräusche beim Zusammenstellen von Zugsformationen - vor allem im Bereich der Güterzüge - gerechnet.

Die bei einer Fahrt eines Schienenfahrzeugs entstehenden Geräusche, welche als unter Streckenlärm zusammenfassbar sind, können beispielsweise drei Wirkmechanismen zugeordnet werden, von welchen jeweils in einem Bereich der Fahrtgeschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs einen Gesamtpegel der Geräuschemission bestimmt wird. So wird z.B. die Geräuschemission in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich (z.B. von 0 bis 40 km/h) vor allem durch die so genannte Traktionsausrüstung bestimmt. D.h. die Geräusche werden hauptsächlich durch Motoren, Getriebe und weitere Bauteile eines Antriebsstrangs des Schie- 2/22 2 201204164 nenfahrzeugs erzeugt. Im Bereich von mittleren Geschwindigkeiten (ca. von 40 bis 280 km/h) wird die Geräuschemission durch ein am Rad-Schiene-Kontakt entstehendes Rollgeräusch bestimmt. In einem Geschwindigkeitsbereich oberhalb von etwa 280 km/h wird die Geräuschemission durch aerodynamische Geräusche (z.B. Strömungs- und Wirbelablösung an einzelnen Bauteilen, etc.) verursacht. Zur Verminderung der Geräuschemission bzw. des Streckenlärms gibt es bereits verschiedene Konzepte an Schienenfahrzeug wie Fahrweg, um insbesondere die Lärmbelästigung durch ein auf freier Strecke fahrendes Schienenfahrzeug zu reduzieren (z.B. aeroakustisch günstig geformte Wagenkästen, Einsatz von Radschallabsorbern, Schienenschleifen bzw. Verminderung der Schienenrauheit, Schallschutzwände, etc.).

Eine weitere Lärmbelästigung durch Schienenfahrzeuge stellen allerdings der so genannte Bahnhofs- oder Haltestellenlärm dar und dabei vor allem die Bremsgeräusche durch ein gezielt abbremsendes oder anhaltendes Schienenfahrzeug. Üblicherweise wird zum Abbremsen eines eine bestimmte Geschwindigkeit aufweisendes Fahrzeugs ein Bremsmoment in das rotierende Rad eingeleitet. Das eingeleitete Bremsmoment wirkt dabei einem Rotationsmoment entgegen, das unter anderem von der Masse des Fahrzeugs und dessen Verzögerung abhängig ist. Zum Einleiten des Bremsmoments dient ein mit einem Bremsbelag versehenes Trägerelement, wobei der Bremsbelag z.B. mit einer Normaloder Andruckkraft gegen eine Oberfläche eines Drehbremselements (z.B. Bremsscheibe, Lauffläche eines Rades, etc.), welches üblicherweise drehfest mit dem Rad oder einer Radachse des Fahrzeugs verbunden ist, gepresst wird.

Bei Schienenfahrzeugen sind zum Anhalten und Abbremsen üblicherweise Bremssysteme mit Bremseinheiten und zumindest einer Ansteuereinheit vorgesehen wie z.B. Druckluft-Bremssysteme in Kombination mit Klotz- und/oder Scheibenbremsen. Bei einem Druckluftbremssystem wird als Energieträger als auch zur Steuerung eines Bremsvorgangs Druckluft verwendet. Eine eigentliche Bremswirkung wird durch ein Anpressen eines mit ei- 3/22 3 201204164 nem Bremsbelag versehenen Trägerelements (z.B. Bremsklotz, Bremsbacke, etc.), welcher unter anderem in einer Bremseinheit des Bremssystems untergebracht ist, z.B. auf die Laufflächen der Räder oder auf Bremsscheiben ausgeübt. Wird ein Bremsklotz z.B. über eine pneumatische Vorrichtung an das bewegliche Teil (z.B. Rad, Bremsscheibe, etc.) gedrückt, so wird diese Bremse bzw. Bremseinheit als Klotzbremse bezeichnet. Eine Scheibenbremse umfasst neben einer Bremsscheibe, welche drehfest mit dem Rad oder der Radachse verbunden ist, eine so genannte Bremszange, welche die Bremsbeläge und Bremskolben enthält, durch welche die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe gedrückt werden.

Durch das Anpressen des Bremsbelags (über das jeweilige Trägerelement) an die Oberfläche eines Drehbremselements (z.B. Bremsscheibe, etc.) wird kinetische Energie mittels Reibung in Wärme umgewandelt und das Schienenfahrzeug abgebremst. Allerdings entstehen durch die Reibung zwischen Drehbremselement und Bremsbelag der jeweiligen Bremseinheit auch sehr laute und schrille Geräusche, welche als Lärmbelästigung und/oder unangenehmes Quietschen wahrgenommen werden. Für ein sicheres Bremsen bzw. Anhalten sind von Bremsbelägen üblicherweise Anforderungen wie z.B. möglichst gleich bleibende Reibzahl, Temperaturbeständigkeit und mechanische Belastbarkeit zu erfüllen. Im Eisenbahnbereich werden daher als Bremsbeläge - je nach Anforderungen bzw. je nach Höchstfahrge-schwindigkeit - unterschiedliche Materialen eingesetzt. So werden beispielsweise so genannte Graugussbremsbeläge, Kompo-sitbremsbeläge und Sintermetallbremsbeläge je nach Typ des Schienenfahrzeugs bzw. dessen Höchstfahrgeschwindigkeit eingesetzt . Üblicherweise werden bei Schienenfahrzeugen standardmäßig Bremseinheiten mit Graugussbremsbelegen verwendet. Diese Bremsbeläge führen zu einem Ausrauen einer Bremsfläche wie z.B. der Oberfläche der Bremsscheibe bzw. der Radfahrfläche bei darauf wirkenden Bremsen. Durch das Aufrauen kommt es zu verstärkten Rad-Schiene-Geräuschen sowie zu lauten, schrillen 4/22 4 201204164

Geräuschen beim Bremsen bzw. Anhalten eines Schienefahrzeugs. Bei Hochgeschwindigkeitszügen werden z.B. beim Bremssystem Bremseinheiten mit Sintermetallbremsbeläge verwendet, da hier beim Abbremsen hohe kinetische Energien zu absorbieren sind, und sich diese Bremsbeläge beispielsweise durch Verschleißfestigkeit, Härte, gute Wärmeleitfähigkeit, etc. auszeichnen. Allerdings weisen Sintermetallbremsbeläge ebenfalls den Nachteil auf, dass sie zu heftigen, lauten und schrillen Geräuschen - dem so genannten Bremsenquietschen - beim Anhalten neigen.

Aus dem Bereich der Güterzüge bzw. Containerzug ist beispielsweise bekannt, dass die lauten und schrillen Geräusche beim Bremsen z.B. durch Einsatz von so genannten Komposit-Materialen als Bremsbelag reduzierbar sind. Für diese Lärmreduktion werden in den Bremseinheiten so genannte K-Sohlen oder Kompositbremsen eingesetzt, durch welche ein Schienenfahrzeug leiser gebremst werden kann, da beispielsweise die jeweiligen Bremsflächen (z.B. Oberfläche einer Bremsscheibe, etc.) bei Bremsungen von Komposit-Materialen, welche elastische Materialen wie z.B. Verbindungen aus Metallfasern und Kautschuk-Harzverbindungen aufweisen, nicht aufgeraut werden. Der Einsatz von Kompositbremsen bzw. -bremsbelägen in den Bremseinheiten des Bremssystems weist allerdings den Nachteil auf, dass Komposit-Bremsbeläge durch den Einsatz elastischer Materialen weicher sind, einen höheren Verschleiß sowie vor allem nach einer erhöhten Temperaturbeaufschlagung ein schlechteres Reibwertverhalten aufweisen.

Daher ist ein Einsatz von bzw. eine Umrüstung auf Komposit-Bremsbelägen meist teuer, da nicht nur die Bremseinheiten neu bestückt, sondern das gesamte Bremssystem insbesondere wegen des schlechteren Reibwertverhaltens neu ausgelegt werden muss. Zusätzlich sind Komposit-Bremsen z.B. für einen Einsatz im Hochgeschwindigkeitsbereich - insbesondere bei Notfallsbremsungen, bei welchen besonders hohe kinetische Energie zu absorbieren sind - wegen eines schlechteren Brems- bzw. Reibwertverhaltens nur bedingt bis kaum einsetzbar. 5/22 5 201204164

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bremssystem sowie ein Schienefahrzeug anzugeben, durch welche auf einfache und kostengünstige Weise eine Geräuschemission beim Bremsen bzw. Anhalten reduzierbar ist, und welche für jeden Fahrgeschwindigkeitsbereich - insbesondere für Höchstgeschwindigkeitsbereiche - einsetzbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt, durch ein Bremssystem der eingangs angegebenen Art sowie durch ein Schienenfahrzeug mit einem derartigen erfindungsgemäßen Bremssystem. Das erfindungsgemäße Bremssystem umfasst dabei unter anderem zumindest zwei unterschiedlich bestückte Bremseinheitsarten auf, wobei eine erste Bremseinheitsart einen bremstechnisch optimierten Bremsbelag und eine zweite Bremseinheitsart einen auf geringe Geräuschemission optimierten Bremsbelag aufweist.

Der Hauptaspekt des erfindungsgemäßen Bremssystems besteht darin, dass zumindest zwei unterschiedlich bestückte Bremseinheiten zum Einsatz kommen. Das bedeutet, es werden entsprechend der jeweiligen Bremsanforderungen die erste oder die zweite oder beide Bremseinheiten zum Einsatz gebracht. So kann beispielsweise bei einem Bremsen oder gezielten Halten im Bahnhofsbereich oder Haltestellenbereich das Schienenfahrzeug durch entsprechende Ansteuerung mittels der Ansteuereinheit durch einen Einsatz der zweiten Bremseinheitsart, welche einen auf geringe Geräuschemission optimierte Bremsbelag aufweist, zum Anhalten gebracht werden. Dadurch wird auf einfache Weise eine Geräuschemission - insbesondere laute, schrille Bremsgeräusche bzw. das so genannte Bremsenquietschen -beispielsweise im Bahnhofsbereich reduziert oder weitgehend vermieden. Die akustische Wahrnehmung des Schienenfahrzeugs wird damit als deutlich angenehmer empfunden.

Ist das Schienenfahrzeug allerdings während freier Fahrt oder auf freier Strecke z.B. bei einem Notfall oder zum Reduzieren der üblichen Fahrtgeschwindigkeit anzuhalten oder abzubrem- 6/22 6 201204164 sen, so kann durch die Ansteuereinheit vorwiegend oder ausschließlich die erste Bremseinheitsart mit einem bremstechnisch optimierten Bremsbelag eingesetzt werden. Dadurch wird auf einfache und kostengünstige Weise ein sicheres Anhalten und/oder Abbremsen des Schienenfahrzeugs beispielsweise im Notfall und/oder bei hohen Geschwindigkeiten sichergestellt. Zusätzlich sind dadurch ein Verschleiß der Bremseinheiten und damit eine Wartung des Schienenfahrzeugs günstiger, da für diese Fälle (z.B. Notbremsung, etc.) gezielt Bremseinheiten mit Bremsbelägen eingesetzt werden können, welche neben einer bremstechnischen Optimierung auch auf eine Absorption von großen kinetischen Energien ausgelegt sind.

Es ist vorteilhaft, wenn ein Einsatz der zumindest zwei unterschiedlichen Bremseinheitsarten bei einem Bremsvorgang von der Ansteuereinheit in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit und/oder Streckenposition des Schienenfahrzeugs steuerbar ist. Damit kann auf einfache und effiziente Weise die jeweilige Bremseinheitsart entsprechend verwendet werden und die zumindest zwei Bremseinheitsarten werden optimal ausgenutzt. Bei einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit (bis z.B. ca. 40 km/h z.B. im Bahnhofsbereich, in einem dicht besiedelten Gebiet, etc.) kann eine Ansteuerung der Bremseinheiten durch die Ansteuereinheit des Bremssystems idealer Weise derart erfolgen, dass zum Bremsen bzw. Anhalten des Schienenfahrzeugs die zweite Bremseinheitsart, welche den auf geringe Geräuschemission optimierten Bremsbelag ausweist, zum Einsatz kommt. Damit wird die akustische Wahrnehmung des Schienenfahrzeugs beispielsweise beim geplanten Anhalten oder Reduzieren der Geschwindigkeit z.B. in bewohntem Gebiet erheblich reduziert. Zusätzlich können für einen Einsatz der jeweiligen Bremseinheitsart auch weitere Parameter herangezogen werden wie z.B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, etc. Damit können beispielsweise Witterungsbedingungen berücksichtigt werden, bei welchen die Bremsbeläge zu vermehrten Bremsgeräuschen neigen.

Im Bereich mittlerer und höheren Fahrgeschwindigkeiten (z.B. bei ca. 40 bis 280 km/h oder über 280 km/h) kann eine Ansteu- 7/22 7 201204164 erung der Bremseinheiten des Bremssystems günstiger Weise derart ausgestaltet sein, dass beim Bremsen - insbesondere bei einer Notfallsbremsung - die Bremseinheiten mit dem bremstechnisch optimierten Bremsbelag oder (vor allem im Notfall) alle Bremseinheiten - d.h. beide Bremseinheitsarten -zum Einsatz kommen. Dies ist vorteilhaft, da beim Abbremsen von hohen Fahrtgeschwindigkeiten, insbesondere im Notfall, ein sicheres Anhalten des Schienenfahrzeugs gewährleistet werden muss und akustische Störungen bzw. Geräuschemissionen eine untergeordnete Rolle spielen. Zusätzlich kann vor allem durch den Einsatz der ersten Bremseinheitsart mit einem bremstechnisch optimierten Bremsbelag eine bessere Absorption der beim Abbremsen bei hohen Fahrgeschwindigkeiten anfallenden großen kinetischen Energien erzielt werden. Dadurch kann auch gegebenenfalls der Verschleiß der jeweiligen Bremsbeläge gering gehalten werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremssystems sieht vor, dass Anzahl und/oder Verteilung der jeweiligen Bremseinheitsart - d.h. der zumindest ersten wie zumindest zweiten Bremseinheitsart - aufgrund von Bremsanforderungen des Schienenfahrzeugs, insbesondere auf Basis von Gewicht, Halteweg oder Höchstgeschwindigkeit, ermittelbar sind. Durch die Bremsanforderung des Schienenfahrzeugs bzw. Parametern des Schienenfahrzeugs (z.B. Gewicht, etc.) wird Dimensionierung und Einstellung der Ansteuerung des Bremssystems vorgegeben. Daraus ist auch eine Gesamtanzahl an für ein sicheres Bremsen bzw. Anhalten notwendigen Bremseinheiten bestimmbar. Aus z.B. Parametern wie z.B. Fahrgeschwindigkeit im Stationsbereich, Gewicht des Schienenfahrzeugs, Halteweg, etc. kann dann beispielsweise eine für eine Anhalten bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten notwendige Anzahl an Bremseinheiten ermittelt werden, wobei diese Anzahl an Bremseinheiten dann mit einem auf geringe Geräuschemission optierten Bremsbelag bestückt werden kann. Die restlichen Bremseinheiten des Schienenfahrzeugs können dann beispielsweise als erste Bremseinheitsart ausgeführt und mit einem bremstechnisch optimierten Bremsbelag ausgestattet sein. Damit kann ein op- 8/22 8 201204164 timales, effizientes und z.B. im Haltebereich geräuscharmes Anhalten mit dem erfindungsgemäßen Bremssystem erzielt werden .

Es ist dabei von Vorteil, wenn in der ersten Bremseinheitsart als bremstechnisch optimierter Bremsbelag ein Sintermetallbremsbelag vorgesehen ist. Sintermetallbremsbeläge zeichnen sich insbesondere durch hohe Belastbarkeit, gutes Wärmeleitvermögen und ein gutes Heißbremsverhalten, besonders bei hohen Geschwindigkeiten, aus. Damit können von derartig bestückten Bremseinheiten hohe kinetische Energien - wie sie beim Abbremsen eines Schienenfahrzeugs bei hohen Geschwindigkeiten auftreten - gut absorbiert werden.

Es ist weiterhin günstig, wenn in der zweiten Bremseinheitsart als auf geringe Geräuschemission optimierter Bremsbelag ein so genannter Kompositbremsbelag oder eine so genannte k-Sohle zum Einsatz kommt. Bei einem Komposit-Material als Bremsbelag werden durch einen Einsatz elastischer Materialen wie z.B. Verbindungen aus Metallfasern und Kautschuk-Harzverbindungen eine Bremsfläche z.B. auf einer Bremsscheibe oder direkt auf einem Rad nicht aufgeraut. Dadurch wird auf einfache Weise die Geräuschemission des Schienenfahrzeugs beim Bremsen bzw. Anhalten reduziert - insbesondere wenn bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten wie z.B. beim Einfahren in einen Haltestellenbereich oder in einen Bahnhof über die Ansteuereinheit des Bremssystems nur jene Bremseinheiten - d.h. die zweite Bremseinheitsart, welche einen Kompositbremsbelag aufweist, zu Einsatz kommt.

Weiters erfolgt die Lösung der Aufgabe durch ein Schienenfahrzeug der eingangs erwähnten Art, welches das erfindungsgemäße Bremssystem mit zumindest zwei unterschiedlich bestückten Bremseinheitsarten für ein Anhalten und Bremsen aufweist. Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug weist damit den Vorteil auf, dass insbesondere bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten wie z.B. beim Einfahren in den Haltestellen- oder Bahnhofsbereich zum Bremsen bzw. Anhalten über entsprechende 9/22 9 201204164

Ansteuerung durch die Ansteuereinheit jene Bremseinheiten des Bremssystems eingesetzt werden, welche einen auf geringe Geräuschemission optimierten Bremsbelag aufweisen. Damit ist das Schienenfahrzeug (z.B. Hochgeschwindigkeitszug, Triebzug oder Zug mit vordefinierter Formation) leise und es kommt nur zu sehr geringen Bremsgeräuschen wie z.B. schrillem, lauten Quietschen, welches beispielsweise auch einem Image des Schienenfahrzeugs schaden kann, da es gedanklich oft mit Güterzügen oder Billigschienenfahrzeugen verbunden wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend schematisch in beispielhafter Weise anhand der beigefügten Figuren erläutert. Figur 1 zeigt dabei schematisch und beispielhaft ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug mit einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems. Figur 2 zeigt dabei schematisch eine weitere beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems in einem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug, welche eine andere, beispielhafte Anordnung von Bremseinheiten aufweist.

Ausführung der Erfindung

Figur 1 zeigt in schematischer Weise ein beispielhaftes Schienenfahrzeug SZ1, welches das erfindungsgemäße Bremssystem aufweist. Das Schienenfahrzeug SZ1 besteht beispielsweise aus einer Antriebseinheit Z und zwei Wageneinheiten Wll, W2, wobei die Antriebseinheit Z sowie die Wageneinheiten Wll, W2 Radeinheiten RI bis R12 aufweisen.

Im Schienenfahrzeug SZ1 ist das erfindungsgemäße Bremssystem angebracht, welches neben anderen Einheiten, welcher der Einfachheit halber nicht dargestellt sind, aus zumindest einer Ansteuereinheit AE sowie Bremseinheiten Bl bis B12 besteht. Über die Ansteuereinheit AE, welche beispielsweise in der Antriebseinheit Z des Schienenfahrzeugs SZ untergebracht ist, werden die Bremseinheiten Bl bis B12 bei einem Bremsvorgang 10/22 10 201204164 entsprechend der jeweiligen Bremsanforderung - d.h. in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit, Gewicht des Schienenfahrzeugs SZ1, Halteweg, etc. - angesteuert.

Die Bremseinheiten Bl bis B12, welche unterschiedlich bestückt sind, sind bei den Radeinheiten RI bis R12 des Schienenfahrzeugs SZ1 angebracht. Schienenfahrzeuge SZ bzw. Antriebs- und Wageneinheiten Z, Wll, W2 eines Schienenfahrzeugs SZ1 weisen üblicherweise ein Fahrwerk mit einer Achse auf, auf welcher zwei Radeinheiten RI bis R12 drehfest angeordnet sind. An den beiden Seiten der Radeinheit RI bis R12 ist beispielsweise eine Bremsfläche ausgebildet, so dass die mit der Bremsfläche ausgestattete Radeinheit RI bis R12 eine Bremsscheibe bildet. Alternativ kann auch neben der Radeinheit RI bis R12 drehfest auf der Achse eine Bremsscheibe angeordnet sein.

Der Bremsscheibe ist jeweils eine Bremseinheit Bl bis B12 zugeordnet, welche z.B. an einem Fahrwerkrahmen, einem Achslagergehäuse, Getriebegehäuse oder Motorgehäuse des Fahrwerks fest positioniert ist. Für einen Bremsvorgang können die Bremseinheiten Bl bis B12 des erfindungsgemäßen Bremssystems über die Ansteuereinheit AE entsprechend angesteuert werden. Es wird dann beispielsweise über eine pneumatische Vorrichtung ein mit einem Bremsbelag versehenes Trägerelement gegen die Bremsscheibe zum Abbremsen der Radeinheiten RI bis R12 bzw. des Schienenfahrzeugs SZ1 gedrückt.

Dabei sind die Bremseinheiten Bl bis B12 unterschiedlich bestückt, so dass beispielsweise zwei Bremseinheitsarten am Schienenfahrzeug SZ1 vorgesehen sind. Beim in Figur 1 beispielhaft dargestellten Schienenfahrzeug SZ1 weisen beispielsweise die Radeinheiten RI bis R8 der Wageneinheiten Wl, W2 eine erste Bremseinheitsart Bl bis B8 auf. Die Radeinheiten R9 bis R12 der Antriebseinheit Z sind mit einer zweiten Bremseinheit B9 bis B12 versehen. Dabei ist die erste Bremseinheitsart Bl bis B8 mit einem bremstechnisch optimierten Bremsbeläge wie z.B. einem Sintermetallbremsbelag ausgestat- 11/22 11 201204164 tet. Die zweite Bremseinheitsart B9 bis B12 ist mit einem auf geringe Geräuschemission optimierten Bremsbelag bestückt wie z.B. einem Kompositbremsbelag oder einer so genannten K-Sohle.

Alternativ können auch andere Anordnungen der zumindest zwei Bremseinheitsarten Bl bis B8 und B9 bis B12 am Schienenfahrzeug SZ1 gewählt werden. Es ist beispielweise auch denkbar, dass eine erste Wageneinheit Wll und die Antriebseinheit Z mit der ersten Bremseinheitsart Bl bis B8 und eine zweite Wageneinheit W2 mit der zweiten Bremseinheitsart B9 bis B12 ausgestattet sind. Auch weitere, andere Anordnungen der unterschiedlich bestückten Bremseinheiten Bl bis B12 am Schienenfahrzeug SZ1 sind möglich. Eine Anzahl und/oder eine Verteilung der ersten Bremseinheitsart Bl bis B8 und der zweiten Bremseinheitsart B9 bis B12 ergibt sich auf Basis einer notwendigen Bremsverzögerung und der Bremsanforderungen an das Schienenfahrzeug SZ1. Dabei sind beispielsweise Parameter wie Gewicht des Schienenfahrzeugs SZ1, Höchstgeschwindigkeit, Halteweg, etc. zu berücksichtigen. Gegebenenfalls kann auch ein Reibwertverhalten des jeweils in der Bremseinheit Bl bis B12 verwendeten Bremsbelags berücksichtigt werden.

Eine Ansteuerung der Bremseinheiten Bl bis B12 über die Ansteuereinheit AE des Bremssystems bei einem Bremsvorgang des Schienenfahrzeugs SZ1 ist dabei derart gestaltet, dass in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit und/oder Streckenposition des Schienenfahrzeugs SZ1 die erste Bremseinheitsart Bl bis B8, die zweite Bremseinheitsart B9 bis B12 oder gegebenenfalls beides Bremseinheitsarten Bl bis B12 verwendet werden. Zusätzlich können bei der Ansteuerung der Bremseinheiten Bl bis B12 weitere Parameter mitberücksichtigt werden wie z.B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, so dass bei Witterungsbedingungen, bei welchen Bremsbeläge eher zum Quietschen neigen, die entsprechende - d.h. die zweite - Bremseinheitsart B9 bis B12 verwendet wird. 12/22 12 201204164

Bei normaler oder hoher Fahrgeschwindigkeit (z.B. über ca. 40 km/h) oder bei Höchstgeschwindigkeiten (z.B. über ca. 280 km/h) bzw. auf freier Strecke wird von der Ansteuereinheit AE zum Abbremsen des Schienenfahrzeug die erste Bremseinheitsart Bl bis B9 mit einem bremstechnisch optimierten Bremsbelag eingesetzt, um das Schienenfahrzeug SZ1 sicher und effizient abzubremsen. Alternativ ist es auch denkbar, dass in diesem Fall oder insbesondere bei einer Notfallsbremsung alle Bremseinheiten - d.h. beide Bremseinheitsarten Bl bis B12 - zu Einsatz kommen. Bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten (z.B. bis ca. 40 km/h) und/oder in Nähe einer Haltestation oder eines Bahnhofes wird für ein Bremsen oder Anhalten des Schienenfahrzeugs SZ1 von der Ansteuereinheit AE die zweite Bremseinheitsart B9 bis B12 mit einem auf geringe Geräuschemission optimierten Bremsbelag eingesetzt. Damit wird insbesondere im Bahnhofs- oder Haltestellenbereich eine Lärmbelästigung durch das anhaltende Schienenfahrzeug SZ1 gering gehalten, da der auf geringe Geräuschemission optimierte Bremsbelag nur wenig bis kaum zu so genanntem Bremsquietschen neigt.

Figur 2 zeigt in schematischer Weise ein beispielhaftes Schienenfahrzeug SZ2, welches eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Bremssystems aufweist. Das Schienenfahrzeug SZ2 besteht ebenfalls aus einer beispielhaften Antriebseinheit Z und zwei beispielhaften Wageneinheiten W21, W2, wobei die Antriebseinheit Z sowie eine erste Wageneinheit W2 wieder

Radeinheiten R5 bis R12 und eine zweite Wageneinheit W21 Rad einheiten R21 bis R24 aufweisen.

Diese Radeinheiten R21 bis R24 weisen beispielsweise sowohl eine so genannte Radscheibenbremse, bei welcher von der Radfläche die Bremsscheibe gebildet wird, als auch eine Wellenscheibenbremse auf, bei welcher zusätzlich eine Bremsscheibe drehfest an der Achse angebracht ist. Das bedeutet, dass bei diesen Radeinheiten R21 bis R24 an den beiden Seiten der jeweiligen Radeinheit R21 bis R24 eine Bremsfläche für die so genannte Radscheibenbremse ausgebildet ist. Zusätzlich sind neben den Radeinheiten R21 bis R24 bzw. auf deren Achse dreh- 13/22 13 201204164 fest je Radeinheit R21 bis R24 Bremsscheiben für die so genannte Wellenscheibenbremse angeordnet.

Jeder zu einer Radeinheit R21 bis R24 gehörenden Bremsscheibe ist jeweils eine Bremseinheit B21 bis B34 zugeordnet, welche z.B. an einem Fahrwerkrahmen, einem Achslagergehäuse, Getriebegehäuse oder Motorgehäuse des Fahrwerks fest positioniert sind. Dabei können beispielsweise Bremseinheiten B21 bis B24, welche als erste Bremseinheitsart B21 bis B24 ausgeführt sind und damit einen bremstechnisch optimierten Bremsbelag aufweisen, den von der Radfläche der Radeinheiten R21 bis R24 gebildeten Bremsscheiben zugeordnet sein. Die Bremseinheiten B31 bis B34, welche als zweite Bremseinheitsart B31 bis B34 mit einem auf geringe Geräuschemission optimierten Bremsbelag ausgestattet sind, sind z.B. den drehfest an der Achse angeordneten Bremsscheiben der Wellenscheibenbremse zugewiesen. Für einen Bremsvorgang können die Bremseinheiten B21 bis B34 sowie die Bremseinheiten B5 bis B12 des erfindungsgemäßen Bremssystems über die Ansteuereinheit AE wieder entsprechend angesteuert werden. Je nach Fahrgeschwindigkeit, Streckenposition, etc. werden über eine pneumatische Vorrichtung die jeweiligen mit einem Bremsbelag versehenen Trägerelemente gegen die jeweiligen Bremsscheiben zum Abbremsen der Radeinheiten R21 bis R24 und R5 bis R12 bzw. des Schienenfahrzeugs SZ2 gedrückt.

Die Ansteuerung der Bremseinheiten B21 bis B12 ist über die Ansteuerungseinheit AE des Bremssystems derart gestaltet, dass bei einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit bzw. im Bereich einer Haltestelle die zweite Bremseinheitsart B31 bis B34 an der Wageneinheit W21 bzw. B9 bis B12 an der Antriebseinheit Z zum Einsatz kommen. Das bedeutet, dass z.B. bei der zweiten Wageneinheit W21 nur die Wellenscheibenbremsen, welchen die zweite Bremseinheitsart B31 bis B34 aufweisen, zum Bremsen verwendet werden. Bei normaler Fahrgeschwindigkeit oder hoher Fahrgeschwindigkeit - ab ca. 40 km/h - bzw. auf freier Strecke wird hingegen von der Ansteuereinheit AE die ersten 14/22 14 201204164

Bremseinheitsart B21 bis B24 der Wageneinheit W21 bzw. B5 bis B8 der ersten Wageneinheit W2 zum Bremsen eingesetzt, wobei diese Bremseinheiten B21 bis B24 bzw. B5 bis B8 mit einem bremstechnisch optimierten Bremsbelag ausgestattet sind um das Schienenfahrzeug SZ2 sicher und effizient abzubremsen.

Das bedeutet, dass bei der zweiten Wageneinheit W21 in diesem Fall z.B. nur die erste Bremseinheitsart B21 bis B24 und damit die so genannte Radscheibenbremse zum Einsatz kommt. Alternativ ist es auch denkbar, dass in diesem Fall oder insbesondere bei einer Notfallsbremsung alle Bremseinheiten - d.h. beide Bremseinheitsarten B21 bis B12 - zu Einsatz kommen. Für eine entsprechende Steuerung des in Figur 2 beispielhaft dargestellten Bremssystems können insbesondere für die Ansteuerung der in der zweiten Wageneinheit W21 angebrachten Bremseinheiten B21 bis B34 z.B. getrennte Druckluftleitungen für die Radscheibenbremsen und damit für die Bremseinheiten B21 bis B24 und für die Wellenscheibenbremsen und damit für die Bremseinheiten B31 bis B34 vorgesehen sein. Dabei kann die Druckluftleitung zu den Bremsen mit der ersten Bremseinheitsart B21 bis B24 beispielsweise ein Ventil aufweisen, durch welches diese bei Bremsungen unter einer bestimmten Fahrgeschwindigkeitsgrenze (z.B. unterhalb von 40 oder 50 km/h) nicht aktiviert werden. Damit wird sichergestellt, dass bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten und/oder in Nähe einer Haltestation oder eines Bahnhofes für ein Bremsen oder Anhalten des Schienenfahrzeugs SZ2 von der Ansteuereinheit AE die zweite Bremseinheitsart B31 bis B34 bzw. B9 bis B12 mit einem auf geringe Geräuschemission optimierten Bremsbelag eingesetzt und die Lärmbelästigung durch das Schienenfahrzeug SZ2 gering gehalten wird. 15/22

Claims

15 201204164 Patentansprüche 1. Bremssystem für ein Schienenfahrzeug (SZ) mit Bremseinheiten (Bl, ..., B12) und zumindest einer Ansteuereinheit (AE), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei unterschiedlich bestückte Bremseinheitsarten (Bl, ..., B12) vorgesehen sind, und dass eine erste Bremseinheitsart (Bl, ..., B8) einen bremstechnisch optimierten Bremsbelag und eine zweite Bremseinheitsart (B9, ..., B12) einen auf geringe Geräuschemission optimierten Bremsbelag aufweist.

2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der Ansteuereinheit (AE) bei einem Bremsvorgang ein Einsatz der zumindest zwei unterschiedlichen Bremseinheitsarten (Bl, ..., B12) in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit und/oder einer Streckenposition steuerbar ist.

3. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansteuerung der Bremseinheiten (Bl, ..., B12) durch die Ansteuereinheit (AE) derart gestaltet ist, dass in einem niedrigem Fahrgeschwindigkeitsbereich die zweite Bremseinheitsart (B9, ..., B12) mit dem auf geringe Geräuschemissionen optimierten Bremsbelag eingesetzt wird.

4. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansteuerung der Bremseinheiten (Bl, ..., B12) durch die Ansteuereinheit (AE) derart gestaltet ist, dass in einem hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich die erste Bremseinheitsart (Bl, ..., B8) mit dem bremstechnisch optimierten Bremsbelag oder die zumindest zwei Bremseinheitsarten (Bl, ..., B12) eingesetzt werden.

5. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Anzahl und/oder Verteilung der jeweiligen Bremseinheitsart (Bl, ..., B12) aufgrund von Bremsanforderungen des Schienenfahrzeugs (SZ), insbeson- 16/22 16 201204164 dere auf Basis von Gewicht, Halteweg oder Höchstgeschwindigkeit, ermittelbar sind.

6. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Bremseinheitsart (Bl, ..., B8) als bremstechnisch optimierter Bremsbelag ein Sintermetallbremsbelag vorgesehen ist.

7. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Bremseinheitsart (B9, ..., B12) als auf geringe Geräuschemission optimierter Bremsbeleg ein Kompositbremsbelag vorgesehen ist.

8. Schienenfahrzeug (SZ), insbesondere Triebzug oder Zug mit vordefinierter Formation, welcher für ein Anhalten ein Bremssystem nach den Ansprüchen 1 bis 7 aufweist.