DE102007052291A1

DE102007052291A1 - Ventilanordnung zur Steuerung einer Bremsanlage einer Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs

Info

Publication number: DE102007052291A1
Application number: DE200710052291
Authority: DE
Inventors: Sebastian Louca
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2027-11-03
Also published as: DE102007052291B4; WO2009056306A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung (1) zur Steuerung einer wenigstens einen Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs oder eines Schienenfahrzeugzugs, mit wenigstens einem Drucksensor (4) zur Erzeugung eines vom Druck im Federspeicherbremszylinder oder eines von diesem abgeleiteten Druck abhängigen Drucksignals. Die Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Magnetventil (10) vorgesehen ist, welches abhängig vom Drucksignal des Drucksensors (4) derart elektrisch gesteuert ist, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Ventilanordnung zur Steuerung einer wenigstens einen Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs oder eines Schienenfahrzeugzugs, mit wenigstens einem Drucksensor zur Erzeugung eines vom Druck im Federspeicherbremszylinder oder eines von diesem abgeleiteten Druck abhängigen Drucksignals, 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.
Bei einer 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 eingangs 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 wenigstens ein Magnetventil vorgesehen, welches abhängig vom Drucksignal des Drucksensors derart elektrisch gesteuert ist, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt wird.
In diesem Fall sorgt daher der Drucksensor in Verbindung mit dem wenigstens einen Magnetventil dafür, dass der Druck im Federspeicherzylinder den vorgegebenen Maximaldruck nicht überschreitet. Dann kann auf das Druckminderventil 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.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin eine von einer durch eine Bedienperson betätigbare Feststellbremsbedieneinrichtung gesteuerte Ventileinrichtung zum Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken des Drucks in dem Federspeicherbremszylinder vorgesehen, wobei die Ventileinrichtung ein Impulsventil beinhaltet. Von einer Druckmittelquelle aus gesehen ist das wenigstens eine Magnetventil der Ventileinrichtung beispielsweise vorgeordnet. In diesem Fall dient das abhängig vom Drucksignal des Drucksensors gesteuerte Magnetventil ausschließlich der Druckbegrenzung des Drucks im Federspeicherbremszylinder, während die Betätigung der Federspeicherbremse durch Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken über die Ventileinrichtung bzw. das Impulsventil erfolgt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens ein Einlass-Magnetventil zum Belüften des Federspeicherbremszylinders und wenigstens ein Auslassventil zum Entlüften des Federspeicherbremszylinders vorgesehen, wobei das Einlass-Magnetventil abhängig vom Drucksignal des Drucksensors derart elektrisch gesteuert ist, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf den vorgegebenen Maximaldruck begrenzt wird. Weiterhin sind das Einlass-Magnetventil und das Auslass-Magnetventil zum Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken im Federspeicherbremszylinder von einer Feststellbremsbedieneinrichtung durch eine Bedienperson ansteuerbar.
In diesem Fall übt das Einlass-Magnetventil eine Doppelfunktion aus, indem es zum einen für die Druckbegrenzung im Federspeicherbremszylinder sorgt und zum andern auch für die Belüftung desselben zuständig ist.
Genaueres geht aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor.
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 oder Druckwächter 4 angeordnet, welcher den in der zum Federspeicherbremszylinder führenden Druckleitung 2 herrschenden Druck misst und hiervon abhängig ein beispielsweise elektrisches Drucksignal erzeugt. Das Drucksignal wird über eine vorzugsweise elektrische Signalleitung 6 in ein vorzugsweise elektronisches Steuergerät 8 eines Magnetventils 10 eingesteuert. Das Magnetventil 10 ist ebenfalls in die Druckleitung 2 geschaltet und dient zur Druckbegrenzung des Drucks im Federspeicherbremszylinder. Beispielsweise ist das Magnetventil 10 ein 2/2-Wegemagnetventil, mit einer Durchlassstellung und einer Sperrstellung, das über eine Steuerleitung 12 vom Steuergerät 8 angesteuert ist.
Weiterhin ist eine Ventileinrichtung 14 in die Druckleitung 2 geschaltet und zum Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken des Drucks in dem Federspeicherbremszylinder ausgebildet, beispielsweise als elektromagnetisches, von einem weiteren elektronischen Steuergerät 16 über eine weitere Steuerleitung 18 elektrisch steuerbares Impulsventil.
Das weitere Steuergerät 16 wird über eine hier nicht gezeigte Feststellbremsbedieneinrichtung durch eine vorzugsweise elektrische Steuerleitung 20 angesteuert. Über die Feststellbremsbedieneinrichtung kann eine Bedienperson, beispielsweise ein Fahrer des Schienenfahrzeugs oder des Schienenfahrzeugzugs Stellbefehle eingeben, welche durch das Steuergerät 16 in ein von der Ventileinrichtung 14 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 22 angeschlossen, welche beispielsweise einen Druck von 10 bar (10 × 10⁵ Pa) führt. Die Druckleitung 2 beinhaltet daher einen dem Magnetventil 10 vorgeordneten Abschnitt 24, welcher unter dem Druck der Hauptluftbehälterleitung 22 steht und einen dem Magnetventil 10 nachgeordneten Abschnitt 26 mit der Ventileinrichtung 14. In dem dem Magnetventil 10 nachgeordneten Abschnitt 26, genauer zwischen der Ventileinrichtung 14 und dem Drucksensor 4 ist eine Drossel 28 vorgesehen.
Dabei wird das Magnetventil 10 abhängig vom Drucksignal des Drucksensors 4 durch das Steuergerät 8 so gesteuert, dass der Druck in dem dem Magnetventil 10 nachgeordneten Abschnitt 26 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 Feststellbremsbedieneinrichtung von der Bedienperson ein entsprechendes Signal eingegeben, welches über die weitere Steuerleitung 20 das Steuergerät 16 ansteuert, welches wiederum das Impulsventil 14 steuert, das daraufhin zum Belüften des Federspeicherbremszylinders in Durchlassstellung geschaltet wird. Das Magnetventil 10 ist dabei ebenfalls in Durchlassstellung geschaltet.
Wenn aber der Druck in dem dem Magnetventil 10 nachgeordneten Abschnitt 26 der Druckleitung 2 einen vorgegebenen, beispielsweise einen zulässigen Maximal(löse)druck für den Federspeicherbremszylinder erreicht, so sorgt ein entsprechendes Drucksignal des Drucksensors 4 im Steuergerät 8 dafür, dass dieses das Magnetventil 10 in Sperrstellung schaltet, so dass der Druck in dem dem Magnetventil 10 nachgeordneten Abschnitt 26 der Druckleitung 2 auf dem vorgegebenen Maximaldruck gehalten wird.
Zum Zuspannen der Federspeicherbremse wird das Impulsventil 14 in seine Entlüftungsstellung geschaltet, wodurch der Federspeicherbremszylinder entlüftet und damit zugespannt wird.
Folglich sind das weitere Steuergerät 16 und damit die Ventileinrichtung 14 bzw. das Impulsventil durch die Feststellbremsbedieneinrichtung von einer Bedienperson derart gesteuert, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder gesteigert, gehalten oder gesenkt werden kann. Gleichzeitig wird das vorgeordnete Magnetventil 10 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 wenigstens ein Einlass-Magnetventil 10a zum Belüften des Federspeicherbremszylinders und wenigstens ein Auslassventil 10b zum Entlüften des Federspeicherbremszylinders vorgesehen, wobei das Einlass-Magnetventil 10a abhängig vom Drucksignal des Drucksensors 4 derart elektrisch gesteuert ist, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf den vorgegebenen Maximaldruck begrenzt wird.
In diesem Fall übt das Einlass-Magnetventil 10a eine Doppelfunktion aus, indem es zum einen für die Druckbegrenzung im Federspeicherbremszylinder sorgt und zum andern auch für die Belüftung desselben zuständig ist. Das Einlass-Magnetventil 10a ist dabei über die Steuerleitung 12 vom Steuergerät 8 ansteuerbar, welches wiederum die Drucksignale vom Drucksensor 4 über die Signalleitung 6 erhält.
Andererseits sind das Einlass-Magnetventil 10a und das Auslass-Magnetventil 10b über eine weitere Steuerleitung 20 und das Steuergerät 8 von der Feststellbremsbedieneinrichtung durch die Bedienperson ansteuerbar. Durch eine erforderlichenfalls getaktete Betätigung durch das weitere Steuergerät 16 auf eine Anforderung durch die Feststellbremsbedieneinrichtung können des Einlass-Magnetventil 10a und das Auslass-Magnetventil 10b die Funktionen Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken im Federspeicherbremszylinder realisieren.
Einlass- und Auslassmagnetventil 10a, 10b sind beispielsweise jeweils als 2/2-Wegemagnetventile ausgebildet, wobei ein Anschluss des Einlass-Magnetventils 10a mit der Hauptluftbehälterleitung 22 und ein weiterer Anschluss des Einlass-Magnetventils 10a mit der Druckleitung 2 verbunden ist, während ein Anschluss des Auslass-Magnetventils 10b mit der Druckleitung 2 und ein weiterer Anschluss des Auslass-Magnetventils 10b mit einer Entlüftung oder Drucksenke in Verbindung steht.
Zum Lösen der Federspeicherbremse wird das Einlass-Magnetventil 10a in Durchlassstellung geschaltet, wodurch Druckmittel von der Hauptluftbehälterleitung 22 zum Federspeicherbremszylinder gesteuert wird. Wenn dann während des Belüftens der vorgegebene Maximaldruck erreicht ist und der Drucksensor 4 ein entsprechendes Signal an das Steuergerät 8 sendet, schaltet das Einlass-Magnetventil 10a in seine Sperrstellung, in welcher die Druckluftverbindung zwischen der Hauptluftbehälterleitung und dem Federspeicherbremszylinder unterbrochen ist. Dadurch wird ein Rückströmen von Druckluft aus dem Federspeicherbremszylinder sowie ein Nachströmen aus der Hauptluftbehälterleitung 22 vermieden.
Zum Zuspannen der Federspeicherbremse wird das Einlass-Magnetventil 10a in seine Sperrstellung und das Auslass-Magnetventil 10b in seine Entlüftungsstellung geschaltet, wodurch der Federspeicherbremszylinder mit der Entlüftung in Verbindung gebracht wird, wodurch der Druck im Federspeicherbremszylinder fällt.
Anstatt durch elektrische Signale und durch elektrische Leitungen könnten die Magnetventile 10, 10a, 10b 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 das Magnetventil 10 bzw. die Magnetventile 10a, 10b pneumatisch ansteuert. Weiterhin erzeugt dann auch die Feststellbremsbedieneinrichtung ein pneumatisches Signal, welches über die dann pneumatische Leitung 20 an das Steuergerät 8 bzw. 16 herangeführt wird. Denkbar ist auch eine Mischung aus pneumatischer und elektrischer Steuerung der Ventileinrichtung.

1: Ventilanordnung
2: Druckleitung
4: Drucksensor
6: Steuerleitung
8: Steuergerät
10: Magnetventil
12: Steuerleitung
14: Ventileinrichtung
16: Steuergerät
18: Steuerleitung
20: Steuerleitung
22: Hauptluftbehälterleitung
24: Abschnitt
26: Abschnitt
28: Drossel

Claims

Ventilanordnung (1) zur Steuerung einer wenigstens einen Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs oder eines Schienenfahrzeugzugs, mit wenigstens einem Drucksensor (4) zur Erzeugung eines vom Druck im Federspeicherbremszylinder oder eines von diesem abgeleiteten Druck abhängigen Drucksignals, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Magnetventil (10; 10a) vorgesehen ist, welches abhängig vom Drucksignal des Drucksensors (4) derart elektrisch gesteuert ist, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt wird.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (8) abhängig vom Drucksignal des Drucksensors (4) ein elektrisches Stellsignal für das wenigstens eine Magnetventil (10; 10a) erzeugt.
Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine von einer durch eine Bedienperson betätigbare Feststellbremsbedieneinrichtung gesteuerte Ventileinrichtung (14) zum Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken des Drucks in dem Federspeicherbremszylinder vorgesehen ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (14) ein Impulsventil beinhaltet.
Ventilanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Druckmittelquelle (22) aus gesehen das wenigstens eine Magnetventil (10) der Ventileinrichtung (14) vorgeordnet ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Einlass-Magnetventil (10a) zum Belüften des Federspeicherbremszylinders und wenigstens ein Auslass-Magnetventil (10b) zum Entlüften des Federspeicherbremszylinders vorgesehen ist, wobei das Einlass-Magnetventil (10a) abhängig vom Drucksignal des Drucksensors (4) derart elektrisch gesteuert ist, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf den vorgegebenen Maximaldruck begrenzt wird.
Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlass-Magnetventil (10a) und das Auslass-Magnetventil (10b) zum Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken im Federspeicherbremszylinder durch eine Feststellbremsbedieneinrichtung von einer Bedienperson ansteuerbar sind.