DE102007052286B4

DE102007052286B4 - Ventilanordnung zur Steuerung einer Bremsanlage einer Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs

Info

Publication number: DE102007052286B4
Application number: DE102007052286.1A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Louca
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2015-06-11
Anticipated expiration: 2027-11-03
Also published as: DE102007052286A1; WO2009056305A1

Abstract

Ventilanordnung (1) zur Steuerung einer wenigstens einen Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs oder eines Schienenfahrzeugzugs, beinhaltend eine Ventileinrichtung (10) zum Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken des Drucks in dem Federspeicherbremszylinder, mit einer von einer Bedienperson mittels einer Bedieneinrichtung abhängig von Stellbefehlen betätigbaren Steuereinrichtung (8) zur Steuerung der Ventileinrichtung (10) sowie mit wenigstens einem Drucksensor, Druckwächter oder Druckschalter (4) zur Erzeugung eines vom Druck im Federspeicherbremszylinder oder eines von diesem abgeleiteten Druck abhängigen Drucksignals, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (10) von der Steuereinrichtung (8) neben den durch die Bedieneinrichtung eingegebenen Stellbefehlen auch abhängig vom Drucksignal des Drucksensors, des Druckwächters oder Druckschalters (4) derart gesteuert oder geregelt ist, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt wird, wenn der dem über die Bedieneinrichtung eingegebenen Stellbefehl entsprechende und vom Drucksensor, vom Druckwächter oder vom Druckschalter (4) gemessene Druck größer als der vorgegebene Maximaldruck ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Ventilanordnung zur Steuerung einer wenigstens einen Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Feststell- oder Parkbremsanlagen von Schienenfahrzeugen nutzen meist Federspeicherbremszylinder, welche einen gegen eine Speicherfeder abgestützten Federspeicherkolben beinhalten, wobei die Federspeicherbremse eine passive Bremse ist, bei welcher der Federspeicherbremszylinder zum Lösen belüftet und zum Zuspannen entlüftet wird.
In der gattungsbildenden, Fahrzeuge allgemeiner Art betreffenden DE 103 24 723 A1 wird eine Ventilanordnung zur Steuerung einer Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage beschrieben. Zum Lösen der Federspeicherbremse wird eine Druckkammer des Federspeicherbremszylinders mit dem vollen Druck eines Energiespeichers beaufschlagt. Erst danach wird die Druckluftzufuhr durch Umschalten eines Sperrventils unterbrochen, um im Falle einer Leckage in einer Versorgungsleitung zu vermeiden, dass der Federspeicherbremszylinder nicht automatisch umgeschaltet wird. Ein Druck- oder Wegsensor dient der Überprüfung der Funktion des Federspeicherbremszylinders.
Gemäß einer in der EP 1 410 970 A1 beschriebenen Vorrichtung zum Belüften und Entlüften von Federspeicherbremszylindern einer Feststellbremsanlage wird der Druck in den Federspeicherbremszylindern ebenfalls über Drucksensoren erfasst. In der Fahrstellung werden die Federspeicherbremszylinder durch den vollen Vorratsdruck beaufschlagt.
Die DE 198 48 990 A1 bezieht sich nicht auf eine Federspeicherbremszylinder beinhaltende Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs sondern auf eine Betriebsbremsanlage mit aktiven Bremszylindern, welche bei Belüftung zuspannen und bei Entlüftung lösen. Diese Betriebsbremsanlage weist einerseits eine Drucksteuerventilanordnung mit Einlass- und Auslassventilen auf, welche durch eine elektronische Steuereinrichtung abhängig vom Drucksignal eines Drucksensors zur Realisierung einer Druckregelung im Rahmen einer elektro-pneumatischen Betriebsbremse angesteuert werden. Daneben existiert eine rein pneumatische Rückfallebene für den Fall, dass die elektronische Steuerung der Betriebsbremse ausfällt. Diese rein pneumatische Rückfallebene beinhaltet ein Notbremsumschaltventil, das den mit Hilfe eines Druckminderventils druckbegrenzten Vorratsdruck eines Druckvorrats auf ein Relaisventil zur Aussteuerung eines entsprechenden Bremsdrucks weiterschaltet. Da die elektronische Steuerung in diesem Fall funktionslos ist und das Relaisventil rein pneumatisch gesteuert wird, ist auch der Drucksensor funktionslos.
In DE 28 40 262 C2 wird eine Schienenfahrzeugbremseinrichtung vorgestellt, bei welcher zwischen einen Druckluftvorrat Federspeicherbremszylindern von einem elektronischen Steuergerät steuerbare Magnetventile sowie ein Höchstdruckbegrenzer geschaltet sind. Dabei werden Bremswert-Sollwerte von einem Führerbremsventil über den Druck in einer Hauptluftleitung pneumatisch vorgegeben. Diese Bremswert-Sollwerte werden in einem in die Hauptluftleitung geschalteten Druckgeber in elektrische Sollwerte umgewandelt. Druckgeber an den Federspeicherbremszylindern messen die Ist-Werte des Bremszylinderdrucks, wobei gemäß einer Regelstrategie die Ist-Drücke entsprechend dem vorgegebenen Bremswert-Sollwert geregelt werden. Der Höchstdruckbegrenzer ist vorgesehen, um die Federspeicherbremszylinder vor zu hohen Lösedrücken zu schützen, welche als Bremswert-Sollwerte vorgegeben und durch die Regelung eingeregelt werden können. Solche Höchstdruckbegrenzer bedingen jedoch einen gewissen Fertigungs- und Montageaufwand.
Bei einer weiteren, der Anmelderin aus der Praxis bekannten Ventilanordnung zur Steuerung einer wenigstens einen Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs gelangt Druckluft über ein Druckminderventil in die Ventileinrichtung, welche von einer Bedienperson gesteuert, den Federspeicherbremszylinder be- oder entlüftet. Der Drucksensor dient über die Druckmessung im Federspeicherbremszylinder dabei zur Detektion, ob die Feststellbremse zugespannt oder gelöst ist. Da die Druckluft für die Feststellbremse in der Regel von der sich durch den Schienenfahrzeugzug geschleiften Hauptluftbehälterleitung stammt, welche unter einem Druck von 10 bar (10 × 10⁵ Pa) steht und nicht alle Federspeicherbremszylinder auf einen solch hohen Druck ausgelegt sind, dient das Druckminderventil zur Druckabsenkung des Drucks auf einen vorgegebenen Maximaldruck. Solche Druckminder- oder Druckregelventile bedingen jedoch einen gewissen Fertigungs- und Montageaufwand.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung der oben erwähnten Art derart weiter zu bilden, dass sie kostengünstiger und einfacher aufgebaut ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ventileinrichtung von der Steuereinrichtung neben den durch die Bedieneinrichtung eingegebenen Stellbefehlen auch abhängig vom Drucksignal des Drucksensors, des Druckwächters oder Druckschalters (4) derart gesteuert oder geregelt ist, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt wird, wenn der dem über die Bedieneinrichtung eingegebenen Stellbefehl entsprechende und vom Drucksensor, vom Druckwächter oder vom Druckschalter gemessene Druck größer als der vorgegebene Maximaldruck ist. In diesem Fall sorgt daher schon der Drucksensor, Druckwächter oder Druckschalter in Verbindung mit der Steuereinrichtung und der Ventileinrichtung dafür, dass der Druck im Federspeicherzylinder den vorgegebenen Maximaldruck nicht überschreitet. Dann kann auf das Druckminderventil bzw. den Höchstdruckbegrenzer des Stands der Technik verzichtet werden, was eine gewisse Fertigungs- und Montagekostenersparnis mit sich bringt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Erfindung möglich.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 einen schematischen Schaltplan einer Ventilanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2 einen schematischen Schaltplan einer Ventilanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bei dem in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung 1 zur Steuerung einer wenigstens einen Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs oder eines Schienenfahrzeugzugs ist aus Maßstabsgründen lediglich eine zum Federspeicherbremszylinder führende Druckleitung 2 gezeichnet, nicht jedoch der Federspeicherbremszylinder selbst, dessen Aufbau und Funktion hinlänglich bekannt ist und deshalb hier nicht weiter beschrieben werden soll.
In der Druckleitung 2 ist ein Drucksensor, Druckwächter oder Druckschalter 4 angeordnet, welcher abhängig von dem in der zum Federspeicherbremszylinder führenden Druckleitung 2 herrschenden Druck ein beispielsweise elektrisches Drucksignal erzeugt. Das Drucksignal wird über eine vorzugsweise elektrische Steuerleitung 6 in ein vorzugsweise elektronisches Steuergerät 8 einer Ventileinrichtung 10 eingesteuert. Diese Ventileinrichtung 10 ist ebenfalls in die Druckleitung 2 geschaltet und zum Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken des Drucks in dem Federspeicherbremszylinder ausgebildet, beispielsweise als elektromagnetisches, vom elektronischen Steuergerät 8 über eine elektrische Leitung 11 elektrisch steuerbares Impulsventil.
Das Steuergerät 8 wird über eine weitere, ebenfalls vorzugsweise elektrische Steuerleitung 12 angesteuert, welche mit einer nicht gezeigten Bedienvorrichtung in Verbindung steht, über welche eine Bedienperson, beispielsweise durch den Fahrer des Schienenfahrzeugs oder des Schienenfahrzeugzugs, Stellbefehle eingeben kann, welche durch das Steuergerät 8 in ein von der Ventileinrichtung 10 bewirktes Drucksteigern, Druckhalten oder Drucksenken des Drucks in der Druckleitung 2 umgesetzt werden.
Zur Druckversorgung ist die Druckleitung 2 an eine sich durch das Schienenfahrzeug oder durch den Schienenfahrzeugzug geschleifte Hauptluftbehälterleitung 14 angeschlossen, welche beispielsweise einen Druck von 10 bar (10 × 10⁵ Pa) führt. Die Druckleitung 2 beinhaltet daher einen der Ventileinrichtung 10 vorgeordneten Abschnitt 16, welcher unter dem Druck der Hauptluftbehälterleitung 14 steht und einen der Ventileinrichtung 10 nachgeordneten Abschnitt 18, welcher den Druck im Federspeicherbremszylinder führt. In dem der Ventileinrichtung 10 nachgeordneten Abschnitt, genauer zwischen der Ventileinrichtung 10 und dem Drucksensor 4 ist eine Drossel 20 vorgesehen.
Dabei wird die Ventileinrichtung 10 abhängig vom Drucksignal des Drucksensors 4 durch das Steuergerät 8 so gesteuert, dass der Druck in dem der Ventileinrichtung 10 nachgeordneten Abschnitt 18 der Druckleitung 2 bzw. im Federspeicherbremszylinder auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt bzw. eingeregelt wird. Eine solche Begrenzung bzw. Regelung kann beispielsweise durch eine entsprechende Logikschaltung im Steuergerät 8 realisiert sein.
Zum Lösen des Federspeicherbremszylinders wird über die Bedieneinrichtung von der Bedienperson ein entsprechendes Signal eingegeben, welches über die weitere Steuerleitung 12 das Steuergerät ansteuert, welches wiederum das Impulsventil 10 steuert, das daraufhin zum Belüften des Federspeicherbremszylinders in Durchlassstellung geschaltet wird. Wenn aber der Druck in dem der Ventileinrichtung 10 nachgeordneten Abschnitt 18 der Druckleitung 2 höher als der vorgegebene, beispielsweise einem zulässigen Höchstlösedruck für den Federspeicherbremszylinder entsprechende Maximaldruck ist, so sorgt ein entsprechendes Drucksignal des Drucksensors 4 im Steuergerät 8 dafür, dass dieses das Impulsventil 10 solange in seine Entlüftungsstellung bringt, bis der Druck in dem der Ventileinrichtung 10 nachgeordneten Abschnitt 18 der Druckleitung 2 auf den vorgegebenen Maximaldruck gefallen ist. Nach Erreichen des Maximaldrucks wird die Ventileinrichtung 10 in die Haltestellung geschaltet, um den Maximaldruck und den Federspeicherzylinder gelöst zu halten.
Folglich sind das Steuergerät 8 und damit die Ventileinrichtung 10 einerseits durch die Bedieneinrichtung über die Steuerleitung 12 derart gesteuert, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder gesteigert, gehalten oder gesenkt werden kann. Gleichzeitig wird die Ventileinrichtung 10 aber auch durch das Steuergerät 8 und die Drucksignale des Drucksensors 4 so gesteuert, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf einen Maximaldruck begrenzt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel von 2 sind identische und gleich wirkende Bauteile und Baugruppen mit den gleichen Bezugszeichen wie im vorangehenden Ausführungsbeispiel bezeichnet. Im Unterschied zu diesem ist die Ventileinrichtung 10 als 5/3-Wegemagnetventil, bevorzugt als elektromagnetisches 5/3-Wegemagnetventil ausgebildet, welches aber wiederum einerseits durch den Drucksensor 4 und das Steuergerät 8 und andererseits über die weitere Steuerleitung 12 und das Steuergerät 8 von der Bedieneinrichtung ansteuerbar ist.
In einer Belüftungsschaltstellung des 5/3-Wegemagnetventils 10 zum Lösen der Federspeicherbremse schaltet es den ihm vorgeordneten Abschnitt 16 anstehenden Vorratsdruck an den Federspeicherbremszylinder durch. Wenn dann während des Belüftens der vorgegebene Maximaldruck erreicht ist und der Drucksensor 4 ein entsprechendes Signal an das Steuergerät 8 sendet, schaltet das 5/3-Wegemagnetventil 10 in die Haltestellung, in welcher die Druckluftverbindung zwischen dem dem Impulsventil 10 vorgeordneten Abschnitt 16 der Druckleitung 2 und dem Federspeicherbremszylinder unterbrochen ist.
Dadurch wird ein Rückströmen von Druckluft aus dem Federspeicherbremszylinder sowie ein Nachströmen aus der Hauptluftbehälterleitung 14 vermieden.
Zum Zuspannen der Federspeicherbremse wird das 5/3-Wegemagnetventil 10 in seine Entlüftungsstellung geschaltet, wobei der ihm nachgeordnete Abschnitt 18 der Druckleitung 2 mit einem Entlüftungsanschluss in Verbindung gebracht wird, wodurch der Druck im Federspeicherbremszylinder fällt.
Anstatt durch elektrische Signale und durch elektrische Leitungen 6, 12 könnte die Ventileinrichtung 10 auch rein pneumatisch gesteuert sein. In diesem Fall erzeugt der Drucksensor 4 ein pneumatisches Drucksignal, das durch die dann pneumatische Leitung 6 dem Steuergerät 8 zugeführt wird, dass eine pneumatische Logikschaltung beinhaltet, welche auf das pneumatische Drucksignal hin die Ventileinrichtung 10 pneumatisch ansteuert. Weiterhin erzeugt dann auch die Bedieneinrichtung ein pneumatisches Signal, welches über die dann pneumatische Leitung 12 an das Steuergerät 8 herangeführt wird. Denkbar ist auch eine Mischung aus pneumatischer und elektrischer Steuerung der Ventileinrichtung 10.
Bezugszeichenliste

1: Ventilanordnung
2: Druckleitung
4: Drucksensor
6: Steuerleitung
8: Steuergerät
10: Ventileinrichtung
12: weitere Steuerleitung
14: Hauptluftbehälterleitung
16: vorgeordneter Abschnitt
18: nachgeordneter Abschnitt
20: Drossel

Claims

Ventilanordnung (1) zur Steuerung einer wenigstens einen Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs oder eines Schienenfahrzeugzugs, beinhaltend eine Ventileinrichtung (10) zum Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken des Drucks in dem Federspeicherbremszylinder, mit einer von einer Bedienperson mittels einer Bedieneinrichtung abhängig von Stellbefehlen betätigbaren Steuereinrichtung (8) zur Steuerung der Ventileinrichtung (10) sowie mit wenigstens einem Drucksensor, Druckwächter oder Druckschalter (4) zur Erzeugung eines vom Druck im Federspeicherbremszylinder oder eines von diesem abgeleiteten Druck abhängigen Drucksignals, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (10) von der Steuereinrichtung (8) neben den durch die Bedieneinrichtung eingegebenen Stellbefehlen auch abhängig vom Drucksignal des Drucksensors, des Druckwächters oder Druckschalters (4) derart gesteuert oder geregelt ist, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt wird, wenn der dem über die Bedieneinrichtung eingegebenen Stellbefehl entsprechende und vom Drucksensor, vom Druckwächter oder vom Druckschalter (4) gemessene Druck größer als der vorgegebene Maximaldruck ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Maximaldruck einem Höchstlösedruck für den Federspeicherbremszylinder entspricht.
Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) abhängig vom Drucksignal des Drucksensors, des Druckwächters oder Druckschalters (4) ein Stellsignal für die Ventileinrichtung (10) erzeugt.
Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (10) wenigstens ein Impulsventil beinhaltet.
Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Impulsventil (10) ein 5/3-Wegemagnetventil ist.