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Die Erfindung betrifft einen Bremskrafterzeuger für eine Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs, eine Bremsanlage, ein Schienenfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs.
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Bei modernen Schienenfahrzeugen werden häufig Bremsanlagen mit Bremskrafterzeugern eingesetzt. Bremskrafterzeuger dienen dabei dazu, bei einer Bremsung einen Bremsbelag, der beispielsweise an einem Bremsklotz oder an einer Bremszange angeordnet sein kann, an ein zu bremsendes Element wie eine Bremsscheibe oder ein Rad anpressen. Zur Betätigung des Bremskrafterzeugers wird in der Regel ein pneumatischer oder hydraulischer Druck bereitgestellt, welchen der Bremskrafterzeuger in eine Belaganpresskraft umzusetzen vermag. Durch den reibenden Kontakt des Bremsbelags mit der Bremsscheibe oder dem Rad wird eine Bremskraft erzeugt, welche das Schienenfahrzeug abbremst. Dabei spielt die Anpresskraft, welche zwischen dem Bremsbelag und dem rotierenden Element besteht, eine entscheidende Rolle für die Erzeugung von Bremskraft.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine zuverlässige und genaue Bremssteuerung zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein Schienenfahrzeug jegliche Art von schienengeführtem Fahrzeug oder Zug bezeichnen. Ein Schienenfahrzeug kann einen oder mehrere angetriebene und/oder antriebslose Wagen aufweisen, wie etwa Triebwagen, Wagen ohne eigenen Antrieb, usw. Eine Bremsanlage kann dazu ausgebildet sein, ein Schienenfahrzeug abzubremsen. Eine Bremsanlage kann insbesondere eine oder mehrere Reibbremseinrichtungen aufweisen. Dabei kann eine Reibbremseinrichtung dazu ausgebildet sein, mindestens ein Rad und/oder eine Radachse des Schienenfahrzeugs durch einen Reibkontakt abzubremsen. Typische Reibbremseinrichtungen sind beispielsweise Scheibenbremsen, Klotzbremsen oder kombinierte Scheiben/Klotzbremsen. Eine Reibbrernseinrichtung kann einen oder mehrere Bremsbeläge aufweisen, der bei einer Bremsung in einen Reibkontakt mit einem relativ zum Bremsbelag beweglichen Element bringbar ist, welches insbesondere ein relativ zum Bremsbelag rotierendes oder rotierbares Element sein kann, beispielsweise eine Radlauffläche oder eine Bremsscheibe. Ein Bremsbelag kann beispielsweise an einem Bremsklotz oder einer Bremszange angeordnet sein. Die Kraft, welche bei einer Bremsung zwischen dem Bremsbelag oder den Bremsbelägen und dem beweglichen Element wirkt, um etwa den Reibkontakt herzustellen und/oder zu halten, kann als Belaganpresskraft bezeichnet werden. Wird eine Belaganpresskraft ausgeübt, kann durch die Reibung zwischen dem beweglichen Element und dem Bremsbelag eine Bremskraft erzeugt werden, welche das Schienenfahrzeug abzubremsen vermag. Eine Belaganpresskraft kann eine mechanische Kraft sein, die etwa durch ein Bremsgestänge und/oder eine Bremszange auf einen Bremsbelag übertragbar sein kann. Es kann vorgesehen sein, dass eine Betätigung des Bremsgestänges und/oder der Bremszange zur Herstellung des Reibkontakts und somit zur Bremsung des Schienenfahrzeugs führt. Eine Soll-Anpresskraft kann allgemein als ein Sollwert der Belaganpresskraft angesehen werden, der beispielsweise bei einer bestimmten Bremsbetätigung vorliegen sollte, etwa, wenn ein bestimmter Soll-Bremsdruck vorliegt. Insofern kann jeder Bremsdruck als ein Soll-Bremsdruck angesehen werden, wenn ihm ein Sollwert für die Belaganpresskraft zugeordnet ist. Ein Bremskrafterzeuger kann dazu ausgebildet sein, eine über ein Energieträgermedium bereitgestellte Bremsenergie in eine Belaganpresskraft umzusetzen, etwa durch Umsetzen der Bremsenergie in eine mechanische Kraft und/oder eine Bewegung. Ein Bremskrafterzeuger kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, hydraulische oder pneumatische oder elektrische Energie in eine mechanische Kraft und/oder eine Belaganpresskraft umzusetzen. Dabei kann ein Bremskrafterzeuger beispielsweise als ein Druckzylinder ausgebildet sein, etwa als ein pneumatischer oder hydraulischer Zylinder. Ein Druckzylinder kann dazu ausgebildet sein, ein Bremsgestänge und/oder eine Bremszange für eine Bremsung zu betätigen, etwa indem das Bremsgestänge und/oder die Bremszange derart bewegt werden, dass ein mechanisch damit verbundener Bremsbelag in einen bremsenden Reibkontakt gebracht wird. Allgemein kann ein Bremskrafterzeuger dazu ausgebildet sein, einen über ein Druckmedium bereitgestellten pneumatischen oder hydraulischen Druck in eine Belaganpresskraft und/oder Bremskraft umzusetzen. Ein Bremskrafterzeuger kann einen elektrisch betätigbaren Aktuator, einen elektromechanischen Aktuator und/oder einen Elektromotor bezeichnen. Bremskrafterzeuger und/oder Bremsgestänge und/oder Bremszange und/oder Bremsbelag können jeweils als Teil einer Reibbremseinrichtung angesehen werden, insbesondere, wenn sie miteinander zur Übertragung mechanischer Kräfte verbunden sind. Eine Bremsenergieeinrichtung kann allgemein eine Einrichtung sein, welche es vermag, der Bremsanlage, insbesondere einer Reibbremseinrichtung und/oder einem Bremskrafterzeuger, ein Energieträgermedium zuzuführen. Das Betätigen durch eine Bremsenergieeinrichtung kann das Bereitstellen und/oder Zuführen eines Energieträgermediums durch die Bremsenergieeinrichtung bezeichnen. Entsprechend kann eine Bremsbetätigung das Bereitstellen oder Zuführen eines Energieträgermediums zu einem Bremskrafterzeuger durch die Bremsenergieeinrichtung bezeichnen und/oder umfassen. Ein Energieträgermedium kann beispielsweise ein Druckmedium sein, etwa ein Fluid welches Bremsenergie in Form von Druck bereitzustellen vermag. Auch elektrischer Strom kann als Energieträgermedium dienen. Eine Bremsenergieeinrichtung kann allgemein ein Reservoir für ein Energieträgermedium umfassen und/oder damit verbunden sein. Ein solches Reservoir kann beispielsweise ein Druckreservoir sein, welches etwa einen Druckbehälter und/oder eine Hauptdruckleitung umfassen kann. Die Bremsenergieeinrichtung kann eine Steuereinrichtung umfassen oder damit verbindbar sein, die dazu ausgebildet sein kann, eine Versorgung mindestens eines Bremskrafterzeugers mit einem Energieträgermedium zu steuern und/oder zu regeln und/oder zu überwachen. Eine Steuereinrichtung der Bremsenergieeinrichtung kann eine elektronische Steuereinrichtung und/oder eine pneumatische und/oder elektropneumatische und/oder hydraulische und/oder elektrohydraulische Steuereinrichtung umfassen. Es ist vorstellbar, dass eine Steuereinrichtung der Bremsenergieeinrichtung als eine Steuerventileinrichtung ausgebildet ist oder eine solche umfasst. Es kann vorgesehen sein, dass eine Bremsenergieeinrichtung bei einer Bremsung ein Energieträgermedium zur Betätigung eines oder insbesondere mehr als eines Bremskrafterzeugers bereitzustellen vermag. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass bei einer Bremsung mehrere Bremskrafterzeuger in gleichem Maße betätigbar sind, etwa indem ihnen ein gleicher Bremsdruck zur Verfügung gestellt wird. Eine Bremsenergieeinrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Soll-Bremsbetätigung bereitzustellen oder zu definieren. Die Soll-Bremsbetätigung kann beispielsweise durch einen vorgegebenen Bremsdruck oder einen elektrischen Bremsstrom definiert oder bereitgestellt sein, welcher dem Bremskrafterzeuger bereitgestellt wird. Es ist auch vorstellbar dass eine Soll-Bremsbetätigung von der Bremsenergieeinrichtung als Signal bereitstellbar ist, etwa als Drucksignal oder elektrisches oder elektronisches Signal. Eine Hilfskraftquelle kann allgemein eine Vorrichtung sein, welche es vermag, dann, wenn sie betätigt wird, etwa bei einer Bremsung, eine durch einen Bremskrafterzeuger bereitgestellte Belaganpresskraft zu modifizieren, insbesondere zu erhöhen oder zu vergrößern. Dazu kann eine Hilfskraftquelle dazu ausgebildet sein, eine Hilfskraft bereitzustellen. Eine Hilfskraftquelle kann bei Betätigung direkt oder indirekt auf einen Bremsbelag wirken. Dabei ist vorstellbar, dass die Hilfskraftquelle auf einen Bremskrafterzeuger und/oder ein Bremsgestänge und/oder eine Bremszange wirkt, um die Belaganpresskraft zu modifizieren. Die Hilfskraftquelle kann dazu ausgebildet sein, ein Energieträgermedium bereitzustellen und/oder zu verwenden. Das Energieträgermedium kann sich von dem Energieträgermedium der Bremsenergieeinrichtung unterscheiden oder dasselbe Medium sein. Eine Hilfskraftquelle kann beispielsweise mit einem Druckreservoir und/oder einer elektrischen Stromversorgung verbunden oder verbindbar sein. Stellt die Bremsenergieeinrichtung ein Druckmedium bereit, kann vorgesehen sein, dass die Hilfskraftquelle mit einem Druckreservoir verbunden oder verbindbar ist, welches einen Druck bereitzustellen vermag, der mindestens gleich groß oder größer ist als ein Soll-Bremsdruck und/oder der maximale Bremsdruck, welcher von der Bremsenergieeinrichtung bereitstellbar ist. Insbesondere bei pneumatischen Bremsanlagen ist beispielsweise vorgesehen, dass der höchste pneumatische Druck in einer Hauptbremsleitung vorliegt, während bei einer Bremsung Bremsdrücke bereitgestellt werden, die unterhalb des Drucks in der Hauptbremsleitung liegen. Es kann vorgesehen sein, dass die Hilfskraftquelle mit der Hauptbremsleitung verbunden oder verbindbar ist. Die Hilfskraftquelle kann eine Ventileinrichtung umfasst und/oder als solche ausgebildet sein. Die Hilfskraftquelle kann allgemein einen Hilfsbremskrafterzeuger wie einen Hilfsdruckzylinder und/oder einen elektromechanischen Aktuator oder Motor und/oder eine mechanische Vorrichtung wie eine Federeinrichtung zum Bereitstellen der Hilfskraft umfassen. Ein Hilfsbremskrafterzeuger kann parallel oder seriell zu einem Bremskrafterzeuger angeordnet sein und/oder in diesen integriert sein. Es ist auch vorstellbar, dass die Hilfskraftquelle dazu ausgebildet ist, einen Druckzylinder des Bremskrafterzeugers mit einer Druckquelle zu verbinden, um die Belaganpresskraft zu modifizieren, insbesondere zu erhöhen. Der Druckzylinder kann dabei einen zusätzlichen Druckraum und/oder eine zusätzliche Wirkfläche aufweisen. Druckraum und/oder Wirkfläche können über die Hilfskraftquelle mit einem Druckreservoir verbindbar sein. Es kann vorgesehen sein, dass der zusätzliche Druckraum und/oder die zusätzliche Wirkfläche nicht mit Druckmedium von der Bremsenergieeinrichtung beaufschlagbar ist und/oder fluidisch von der Bremsenergieeinrichtung trennbar oder getrennt ist. Der Hilfskrafterzeuger kann integral mit dem Bremskrafterzeuger und/oder mit diesem mechanisch und/oder fluidisch verbindbar ausgebildet sein oder separat davon ausgebildet sein. Die Hilfskraftquelle kann durch eine Steuereinrichtung und/oder den Bremskrafterzeuger ansteuerbar sein. Eine Hilfskraftquelle kann mit einer Entlüftung und/oder Druckablasseinrichtung verbunden oder verbindbar sein und/oder eine solche umfassen. Das Ansteuern der Hilfskraftquelle kann umfassen, die Hilfskraftquelle dazu zu veranlassen, eine Hilfskraft bereitzustellen, um eine von dem Bremskrafterzeuger bereitgestellte Belaganpresskraft zu modifizieren und/oder zu erhöhen, und/oder die Hilfskraftquelle dazu zu veranlassen, eine Modifizierung und/oder Erhöhung der Belaganpresskraft zu beenden.
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Die Erfindung betrifft einen Bremskrafterzeuger für eine Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs. Der Bremskrafterzeuger ist dazu ausgebildet, bei einer Betätigung durch eine Bremsenergieeinrichtung eine Belaganpresskraft auf einen Bremsbelag bereitzustellen. Der Bremskrafterzeuger und/oder der Bremsbelag ist ferner mit einer Hilfskraftquelle verbunden oder verbindbar. Vermittels der Hilfskraftquelle ist die Belaganpresskraft modifizierbar. Somit lässt sich die Belaganpresskraft insbesondere auf der Ebene eines einzelnen Bremskrafterzeugers modifizieren, etwa wenn die Betätigung durch die Bremsenergieeinrichtung nicht ausreicht, um die gewünschte Belaganpresskraft und/oder Bremskraft zu erreichen. Somit können insbesondere Abnutzungserscheinungen des Bremsbelags und/oder des Bremskrafterzeugers ausgeglichen werden. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass durch Abnutzungseffekte beispielsweise bei pneumatischen Bremsanlagen die von einem einzelnen Bremskrafterzeuger bereitgestellte Belaganpresskraft um bis zu 30% von einer Soll-Anpresskraft abweichen kann. Erfindungsgemäß kann die Abweichung auf der Ebene einzelner Bremskrafterzeuger ausgeglichen werden, ohne dass beispielsweise eine Erhöhung eines zentral bereitgestellten Bremsdrucks notwendig wäre. Es ist also eine selbständige, individuelle Korrektur der Belaganpresskraft möglich. Der Bremsbelag kann der Bremsbelag einer Reibbremseinrichtung sein. Die Hilfskraftquelle und/oder eine Verbindung des Bremskrafterzeugers mit der Hilfskraftquelle können als Teil des Bremskrafterzeugers ausgebildet sein. Insbesondere können die Hilfskraftquelle und der Bremserzeuger integriert ausgebildet sein und beispielsweise ein gemeinsames Gehäuse oder aneinander befestigte Gehäuse aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass die Hilfskraftquelle dazu ausgebildet ist, eine zusätzliche Hilfskraft zur Betätigung des Bremskrafterzeugers und/oder des Bremsbelags bereitstellen zu können. Die zusätzliche Hilfskraft kann mindestens 10% oder mindestens 20% oder mindestens 30% einer Soll-Anpresskraft oder einer maximal vorgesehen Anpresskraft entsprechen, welche durch Bereitstellen von Energieträgermedium durch die Bremsenergieeinrichtung von dem Bremskrafterzeuger bereitstellbar ist. Somit kann auch bei einer großen Abweichung der Ist-Belaganpresskraft von der Soll-Anpresskraft die Soll-Anpresskraft eingestellt werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Bremskrafterzeuger mit einer Belaganpresskraftmesseinrichtung verbunden oder verbindbar ist. Dies ermöglicht eine Überwachung und/oder Steuerung und/oder Regelung der Belaganpresskraft. Die Belaganpresskraftmesseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die durch den Bremskrafterzeuger ausgeübte Ist-Belaganpresskraft direkt oder indirekt zu ermitteln. Es ist vorstellbar, dass die Belaganpresskraftmesseinrichtung als mechanische und/oder elektromechanische und/oder optische und/oder elektrische oder jede andere Art von Messeinrichtung ausgebildet ist, welche es vermag, die Ist-Belaganpresskraft zu ermitteln. Die Belaganpresskrafteinrichtung kann dazu ausgebildet sein, Messsignale, welche die Ist-Belaganpresskraft repräsentieren, an eine Steuereinrichtung zu übermitteln. Messsignale können dabei beispielsweise elektrisch, elektronisch, optisch, über Funkwellen, fluidisch oder mechanisch übertragbar sein. Die Belaganpresskraftmesseinrichtung kann als Teil des Bremskrafterzeugers ausgebildet sein. Zwischen den Bremskrafterzeuger und die Belaganpresskraftmesseinrichtung kann eine Steuereinrichtung geschaltet sein. Die Steuereinrichtung kann eine Erzeugersteuereinrichtung sein, welche es vermag, Signal von der Belaganpresskraftmesseinrichtung zu empfangen und/oder den Bremskrafterzeuger und/oder die Hilfskraftquelle anzusteuern. Die Steuereinrichtung kann in den Bremskrafterzeuger integriert sein. Durch Integrieren der Belaganpresskraftmesseinrichtung und/oder der Steuereinrichtung und/oder der Hilfskraftquelle in den Bremskrafterzeuger lässt sich allgemein eine kompakte und/oder modulartige Bauweise umsetzen, die einerseits raumsparend ist und andererseits eine einfache Wartung ermöglicht. Insbesondere sind Bremskrafterzeuger vorstellbar, die als Module ausgebildet zu einer selbständigen Korrektur von Abnutzungserscheinungen der Bremsbeläge fähig sind.
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Der Bremskrafterzeuger kann dazu ausgebildet sein, die Belaganpresskraft basierend auf einem Messsignal von der Belaganpresskraftmesseinrichtung bereitzustellen. Somit kann eine tatsächlich ausgeübte Belaganpresskraft bei der Bereitstellung der Belaganpresskraft berücksichtigt werden, wodurch eine Steuerung oder Regelung der Belaganpresskraft möglich wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Hilfskraftquelle dazu ausgebildet und/oder ansteuerbar ist, die Belaganpresskraft basierend auf einem Signal von der Belaganpresskraftmesseinrichtung zu modifizieren, insbesondere zu erhöhen.
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Es ist vorstellbar, dass der Bremskrafterzeuger dazu ausgebildet ist, eine von der Bremsenergieeinrichtung vorgegebene Soll-Belaganpresskraft bereitzustellen. Die Soll-Belaganpresskraft kann einer von der Bremsenergieeinrichtung bereitgestellten Soll-Bremsbetätigung entsprechen, die insbesondere in Form eines Soll-Bremsdruckes bereitstellbar sein kann. Es kann vorgesehen sein, dass die Hilfskraftquelle dazu ausgebildet ist, eine von dem Bremskrafterzeuger basierend auf einer von der Bremsenergieeinrichtung bereitgestellten Bremsbetätigung bereitgestellte Belaganpresskraft derart zu modifizieren, dass sie einer vorgegebenen Soll-Anpresskraft entspricht.
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Bei einer Weiterbildung kann der Bremskrafterzeuger mit einer Erzeugersteuereinrichtung verbunden oder verbindbar sein. Eine Erzeugersteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, den Bremskrafterzeuger und/oder die Hilfskraftquelle zum Bereitstellen und/oder Modifizieren der Belaganpresskraft anzusteuern. Die Erzeugersteuereinrichtung kann separat von dem Bremskrafterzeuger ausgebildet sein oder in diesem integriert sein. Es ist vorstellbar, dass die Erzeugersteuereinrichtung als elektronische Steuereinrichtung ausgebildet ist oder eine solche umfasst. Die Erzeugersteuereinrichtung kann eine pneumatische oder elektropneumatische Steuereinrichtung aufweisen und/oder umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass die Erzeugersteuereinrichtung eine Ventileinrichtung aufweist. Die Erzeugersteuereinrichtung kann eine Druckwaage, eine mechanische Waage und/oder allgemein eine Einrichtung zum Vergleichen von Kräften oder Drücken umfassen, insbesondere zum Vergleichen einer Soll-Anpresskraft und einer Ist-Belaganpresskraft. Die Erzeugersteuereinrichtung kann insbesondere zur Überwachung und/oder Steuerung und/oder Regelung der Belaganpresskraft ausgebildet sein. Dabei kann eine von einem Sollwert abweichende Ist-Belaganpresskraft derart modifiziert werden dass sie der Soll-Anpresskraft entspricht. Eine Steuerung oder Regelung kann je nach Ausbildung der Erzeugersteuereinrichtung beispielsweise elektronisch, elektropneumatisch, pneumatisch, elektrohydraulisch oder hydraulisch erfolgen. Es kann vorgesehen sein, dass die Erzeugersteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Soll-Bremsbetätigung von der Bremsenergieeinrichtung zu empfangen und/oder den Bremskrafterzeuger und/oder die Hilfskraftquelle basierend auf einer Soll-Bremsbetätigung anzusteuern. Insbesondere kann die Erzeugersteuereinrichtung dazu ausgebildet sein, den Bremskrafterzeuger und/oder die Hilfskraftquelle basierend auf einer Soll-Bremsbetätigung und einer Ist-Belaganpresskraft zu steuern und/oder zu regeln. Es kann vorgesehen sein, dass die Erzeugersteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Soll-Bremsbetätigung in eine Soll-Anpresskraft umzusetzen oder zu übersetzen.
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Die Erzeugersteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, den Bremskrafterzeuger und/oder die Hilfskraftquelle basierend auf Signalen von einer Belaganpresskraftmesseinrichtung anzusteuern. Die Signale können insbesondere eine Ist-Belaganpresskraft repräsentieren.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Bremsanlage für ein Schienenfahrzeug mit mindestens einem hierin beschriebenen Bremskrafterzeuger. Die Bremsanlage kann mindestens eine Hilfskraftquelle und/oder mindestens eine Bremsenergieeinrichtung und/oder mindestens einen Bremsbelag umfassen. Der Bremsbelag kann Teil einer Reibbremseinrichtung sein, die als Teil der Bremsanlage angesehen werden kann.
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Darüber hinaus ist erfindungsgemäß ein Schienenfahrzeug mit einer hierin beschriebenen Bremsanlage und/oder mindestens einem hierin beschriebenen Bremskrafterzeuger vorgesehen.
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Es wird ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs beschrieben. Das Verfahren umfasst die Schritte des Betätigens, durch eine Bremsenergieeinrichtung, eines Bremskrafterzeugers zum Bereitstellen einer Belaganpresskraft für einen Bremsbelag und des Modifizierens der Belaganpresskraft durch eine Hilfskraftquelle. Das Modifizieren kann insbesondere das Erhöhen der Belaganpresskraft umfassen. Der Bremskrafterzeuger kann ein hierin beschriebener Bremskrafterzeuger sein. Die Bremsanlage kann eine hierin beschriebene Bremsanlage sein. Der Bremskrafterzeuger kann die Belaganpresskraft basierend auf einem Messsignal von einer Belaganpresskraftmesseinrichtung bereitstellen. Somit kann eine tatsächlich ausgeübte Belaganpresskraft bei der Bereitstellung der Belaganpresskraft berücksichtigt werden, wodurch eine Steuerung oder Regelung der Belaganpresskraft möglich wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die die Hilfskraftquelle die Belaganpresskraft basierend auf einem Messsignal von der Belaganpresskraft modifiziert oder dazu angesteuert wird. Der Bremskrafterzeuger kann eine von der Bremsenergieeinrichtung vorgegebene Soll-Belaganpresskraft bereitstellen. Die Soll-Belaganpresskraft kann einer von der Bremsenergieeinrichtung bereitgestellten Soll-Bremsbetätigung entsprechen, die insbesondere in Form eines Soll-Bremsdruckes und/oder in Form eines entsprechenden Signals bereitgestellt werden kann. Der Bremskrafterzeuger kann mit einer Erzeugersteuereinrichtung verbunden sein. Die Erzeugersteuereinrichtung kann den Bremskrafterzeuger und/oder die Hilfskraftquelle zum Bereitstellen und/oder Modifizieren der Belaganpresskraft ansteuern. Die Erzeugersteuereinrichtung kann in einem optionalen Schritt eine Soll-Anpresskraft und eine Ist-Belaganpresskraft miteinander vergleichen. Die Erzeugersteuereinrichtung kann insbesondere die Belaganpresskraft überwachen, steuern und/oder regeln. In einem optionalen Schritt kann die Erzeugersteuereinrichtung eine Soll-Bremsbetätigung von der Bremsenergieeinrichtung empfangen und/oder den Bremskrafterzeuger und/oder die Hilfskraftquelle basierend auf einer Soll-Bremsbetätigung ansteuern. Insbesondere kann die Erzeugersteuereinrichtung den Bremskrafterzeuger und/oder die Hilfskraftquelle basierend auf einer Soll-Bremsbetätigung und einer Ist-Belaganpresskraft steuern und/oder regeln. Es kann vorgesehen sein, dass die Erzeugersteuereinrichtung eine Soll-Bremsbetätigung in eine Soll-Anpresskraft umsetzt oder übersetzt. Die Erzeugersteuereinrichtung kann den Bremskrafterzeuger und/oder die Hilfskraftquelle basierend auf Signalen von einer Belaganpresskraftmesseinrichtung ansteuern oder regeln. Die Signale können insbesondere eine Ist-Belaganpresskraft repräsentieren.
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Es kann ein Schritt des Vergleichens einer Ist-Belaganpresskraft mit einer Soll-Anpresskraft vorgesehen sein. Das Modifizieren der Belaganpresskraft kann basierend auf dem Schritt des Vergleichens erfolgen. Insbesondere kann ein Regeln der Belaganpresskraft vorgesehen sein, bei welchem ein Ist-Belaganpresswert durch Ansteuern der Hilfskraftquelle auf einen Soll-Anpresswert gebracht wird.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Es zeigt:
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1 einen Teil einer Bremseinrichtung eines Schienenfahrzeugs; und
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2 ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage.
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1 zeigt schematisch einen Teil einer Bremsanlage 10 eines Schienenfahrzeugs. Die Bremsanlage 10 weist eine Bremsenergieeinrichtung 12 auf, welche es vermag, nach Maßgabe einer Bremssteuereinrichtung ein Energieträgermedium bereitzustellen, welches durch einen Bremserzeuger 14 in einen Belaganpressdruck und letztlich in eine Bremskraft umsetzbar ist. Das Energieträgermedium ist in diesem Beispiel ein fluidisches, unter Druck stehendes Medium, insbesondere ein pneumatischer Bremsdruck. Entsprechend kann der Bremskrafterzeuger 14 ein pneumatischer Zylinder sein, welcher es vermag, einen Bremsdruck in eine Belaganpresskraft umzusetzen. Mit dem Bremskrafterzeuger 14 zur Erzeugung einer Belaganpresskraft verbunden ist eine als Reibbremseinrichtung ausgebildete Bremseinrichtung 16. Die Bremseinrichtung 16 weist mindestens einen Bremsbelag auf, der an einen Bremsklotz und/oder einer Bremszange befestigt sein kann. Die Bremseinrichtung 16 vermag es, bei einer Betätigung durch den Bremskrafterzeuger 14 den Bremsbelag in reibenden Kontakt mit einem relativ zum Bremsbelag beweglichen, insbesondere einem relativ zum Bremsbelag rotierenden oder rotierbaren, Element des Schienenfahrzeugs zu bringen. Ein solches Element kann insbesondere eine Bremsscheibe oder ein Rad des Schienenfahrzeugs sein. Entsprechend kann die Bremseinrichtung 16 als Teil einer Scheibenbremse oder Klotzbremse ausgebildet sein. Die Bremseinrichtung 16 kann über ein Bremsgestänge mit dem Bremskrafterzeuger 14 verbunden sein, über welches der Bremskrafterzeuger 14 die Bremseinrichtung 16 zu betätigen vermag. Die Bremsenergieeinrichtung 12 kann mit einer Steuereinrichtung verbunden sein. Die Steuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Bremsenergieeinrichtung 12 derart anzusteuern, dass sie einen für eine Bremsung gewünschten oder erforderlichen Soll-Bremsdruck zur Betätigung des Bremskrafterzeugers 14 bereitstellt. Der Soll-Bremsdruck kann somit als Soll-Betätigung angesehen werden. Der Bremskrafterzeuger 14 ist ferner mit einer Hilfskraftquelle 18 verbunden. Die Hilfskraftquelle 18 ist dazu ausgebildet, dem Bremskrafterzeuger 14 eine Hilfskraft bereitzustellen. Durch die Hilfskraft kann die vom Bremskrafterzeuger 14 bereitgestellte Belaganpresskraft modifiziert werden, insbesondere kann sie erhöht werden. Die Hilfskraftquelle 18 kann in den Bremskrafterzeuger 14 integriert sein oder separat von ihm ausgebildet sein. In diesem Beispiels ist die Hilfskraftquelle 18 derart ausgebildet, dass die den Bremskrafterzeuger 14 mit einem Druckluftreservoir zu verbinden vermag. Das Druckluftreservoir kann ein Druckluftreservoir sein, aus welchem die Bremsenergieeinrichtung ebenfalls Druckluft bezieht, etwa eine Hauptdruckleitung. Vorzugsweise liegt der maximal von der Hilfskraftquelle 18 bereitstellbare Druck oberhalb eines maximalen Soll-Bremsdrucks, welchen die Bremsenergieeinrichtung 12 bereitzustellen vermag. Es ist ferner eine Erzeugersteuereinrichtung 20 vorgesehen. Die Erzeugersteuereinrichtung 20 ist dazu ausgebildet, den Bremskrafterzeuger 14 und/oder die Hilfskraftquelle 18 anzusteuern. Dazu kann die Erzeugersteuereinrichtung 20 beispielsweise dazu ausgebildet sein, über die Hilfskraftquelle 18 eine druckleitende Verbindung zwischen dem Druckluftreservoir und dem Bremskrafterzeuger 14 zu steuern, insbesondere zu öffnen oder zu schließen. Es ist auch vorstellbar, dass die Erzeugersteuereinrichtung 20 dazu ausgebildet ist, eine mechanische oder eine elektronische Hilfskraftquelle anzusteuern. Die Hilfskraftquelle 18 kann allgemein dazu ausgebildet sein, die von dem Bremskrafterzeuger 14 erzeugte Kraft zu verstärken. Es kann ferner eine Belaganpresskraftmesseinrichtung 22 vorgesehen sein, welche dazu ausgebildet ist, die auf die Bremseinrichtung 16 ausgeübte Ist-Belaganpresskraft zu ermitteln. Die Belaganpresskraftmesseinrichtung 22 kann beispielsweise eine mechanische Waage oder eine Messfedereinrichtung umfassen. Die Belaganpresskraftmesseinrichtung 22 ist zur Signalübertragung mit der Erzeugersteuereinrichtung 20 verbunden oder verbindbar. Die Erzeugersteuereinrichtung 20 ist dazu ausgelegt, den Bremskrafterzeuger 14 und die Hilfskraftquelle 18 unter Berücksichtigung von Signalen der Belaganpresskraftmesseinrichtung 22 zu steuern. Insbesondere ist die Erzeugersteuereinrichtung 20 dazu ausgebildet, einen zu erwartenden Zusammenhang zwischen einem über die Bremsenergieeinrichtung 12 bereitgestellten Soll-Bremsdruck und einer ermittelten Ist-Belaganpresskraft zu überwachen. Dabei ist die Erzeugersteuereinrichtung 20 dazu ausgebildet, dann, wenn bei einem gegebenen Soll-Bremsdruck beziehungsweise einer gegebenen Bremsenergie die Ist-Belaganpresskraft niedriger ist als eine Soll-Anpresskraft, die Hilfskraftquelle 18 derart anzusteuern, dass sie die Betätigung des Bremskrafterzeugers 14 verstärkt, um zur Soll-Belaganpresskraft zu gelangen.
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2 zeigt ein Beispiels für ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage, beispielsweise der in 1 gezeigten Bremsanlage 10. In einem Schritt S10 betätigt eine Bremsenergieeinrichtung, beispielsweise die Bremsenergieeinrichtung 12, einen Bremskrafterzeuger, der ein Bremskrafterzeuger 14 sein kann. Der Bremskrafterzeuger stellt aufgrund der Betätigung eine Belaganpresskraft bereit. In einem optionalen Schritt S12 ermittelt eine Belaganpresskraftmesseinrichtung, beispielsweise die Belaganpresskraft 22, die Ist-Belaganpresskraft und übermittelt entsprechende Signale an eine Erzeugersteuereinrichtung, welche beispielsweise eine Erzeugersteuereinrichtung 20 sein kann. In einem ebenfalls optionalen Schritt S14 vergleicht die Erzeugersteuereinrichtung die Ist-Belaganpresskraft mit einer Soll-Anpresskraft. Die Soll-Anpresskraft kann der Erzeugersteuereinrichtung beispielsweise über ein Signal von der Bremsenergieeinrichtung bereitgestellt sein oder die Erzeugersteuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, basierend auf einem Signal von der Bremsenergieeinrichtung die Soll-Anpresskraft zu ermitteln. Beispielsweise kann die Erzeugersteuereinrichtung dazu ausgebildet sein, basierend auf einem durch die Bremsenergieeinrichtung bereitgestellten Bremsdruck eine Soll-Anpresskraft zu ermitteln. In einem weiteren Schritt S16 steuert die Erzeugersteuereinrichtung eine Hilfskraftquelle an, um die Belaganpresskraft zu modifizieren. Die Hilfskraftquelle kann beispielsweise eine Hilfskraftquelle 18 sein. Die Erzeugersteuereinrichtung kann beispielsweise die Hilfskraftquelle dazu ansteuern, einen Druck innerhalb eines als Druckzylinder ausgebildeten Bremskrafterzeugers zu erhöhen, wenn der durch die Bremsenergieeinrichtung bereitgestellte Bremsdruck nicht ausreicht, um die Soll-Anpresskraft bereitzustellen. Die durch den Bremskrafterzeuger bereitgestellte Belaganpresskraft kann beispielsweise auch dadurch erhöht werden, dass ein auf die Bremseinrichtung wirkfähiger elektromechanischer Aktuator derart bestromt wird, dass der Reibkontakt des Bremsbelags verstärkt wird. Das Verfahren kann als Regelverfahren durchgeführt werden, in welchem die Ist-Belaganpresskraft einer Soll-Anpresskraft nachgeführt wird.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bremsanlage
- 12
- Bremsenergieeinrichtung
- 14
- Bremskrafterzeuger
- 16
- Bremseinrichtung
- 18
- Hilfskraftquelle
- 20
- Erzeugersteuereinrichtung
- 22
- Belaganpresskraftmesseinrichtung
