DE10316148A1

DE10316148A1 - Wagon brake installation in two-way railroad vehicle, with pneumatic brake control device generating a pulse width modulated, adjusting signal in dependence on driver's preset slowing-down value, to regulate an electromagnetic control valve

Info

Publication number: DE10316148A1
Application number: DE10316148A
Authority: DE
Inventors: Ralf Beaujot
Original assignee: ZAGRO BAHN und BAUMASCHINEN GM
Current assignee: ZAGRO BAHN und BAUMASCHINEN GM
Priority date: 2002-04-29
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: DE10316148B4; DE20206738U1

Abstract

A pneumatically actuated air pressure control valve (12) is used for adjusting the pressure affecting the brake and is flow-connected to output of electromagnetic control valve (10).There is a control device generating a pulse width modulated, adjusting signal in dependence on driver's preset slowing-down value. The adjusting signal is used for regulating the electromagnetic control valve so that the slow-down of the two-way vehicle corresponds to the preset slow-down value.

Description

Die Erfindung betrifft eine Waggonbremsanlage in einem Zweiwegefahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a wagon brake system in a two-way vehicle according to the Preamble of claim 1.

Zweiwegefahrzeuge werden auf privaten oder öffentlichen Schienennetzen für Rangierarbeiten von Eisenbahnwaggons, Gleisarbeiten, Bauarbeiten an Bahndämmen etc. eingesetzt, und weisen zusätzlich zu ihrer Gummibereifung für herkömmliche Straßen ein Fahrgestell mit vier an die Breite des jeweiligen Schienennetzes angepassten Rädern auf, welche sie dazu in die Lage versetzen, dass sich die Fahrzeuge nach dem Ausfahren der Räder entlang der Gleise des Schienennetzes fortbewegen können. Two-way vehicles are used on private or public rail networks Shunting of railway wagons, track work, construction work on railway embankments etc. used, and in addition to their rubber tires for conventional roads Chassis with four wheels adapted to the width of the respective rail network, which enable them to move their vehicles after the Wheels can move along the tracks of the rail network.

Um ein sicheres Abbremsen der Waggons zu gewährleisten, ist es bei der Durchführung von Rangierarbeiten erforderlich, dass die pneumatisch betätigten Bremsanlagen der beispielsweise 800 t schweren Eisenbahnwaggons durch das Zweiwegefahrzeug betätigt werden, da dieses aufgrund seiner wesentlich geringeren Masse von z. B. lediglich 10 Tonnen andernfalls nicht in der Lage wäre, die Waggons gezielt und im Gefahrenfalle in kürzester Zeit abzubremsen. To ensure safe braking of the wagons, it is necessary to carry out Shunting work required that the pneumatically operated braking systems of the for example, 800-ton railroad cars operated by the two-way vehicle be because this due to its much smaller mass of z. B. only 10 tons otherwise would not be able to target the wagons and in the shortest possible time in the event of danger Slow down time.

Die pneumatischen Bremsanlagen der Eisenbahnwaggons weisen dabei die Eigenart auf, dass sie aus Gründen der Sicherheit durch eine Reduzierung des Luftdrucks im Bremsleitungssystem abgebremst werden, wobei der sogenannte Lösedruck der Bremsen bei ca. 5,1 bar Überdruck und die maximale Bremsleistung bei einem Druck unter 3,1 bar erhalten wird. The pneumatic braking systems of the railway wagons have the peculiarity that them for safety reasons by reducing the air pressure in the Brake line system are braked, the so-called release pressure of the brakes at 5.1 bar overpressure and the maximum braking power at a pressure below 3.1 bar is obtained.

Die Steuerung des Luftdrucks der Eisenbahnwaggons erfolgt bei den bekannten Zweiwegefahrzeugen über ein mechanisch betätigtes Auf-Zu-Ventil vom Führerhaus des Zweiwegefahrzeugs aus, welches vom Fahrer per Hand bedient wird. Hierbei ergibt sich das Problem, dass keine konstante Bremsleistung oder Verzögerung erhalten werden kann, da infolge des ständigen Druckabfalls durch Leckluft in den Druckluftzuleitungen zu den Waggons nach Einstellen eines gewünschten Bremsdrucks durch den Fahrzeugführer die Bremswirkung ständig zunimmt, so dass ein gezieltes gleichmäßiges Bremsen nicht möglich ist. Um daher einen Eisenbahnwaggon beim Rangierbetrieb gezielt abbremsen und positionieren zu können, ist es für den Fahrer des Zweiwegefahrzeugs erforderlich, dass dieser das Auf-Zu-Ventil ständig öffnet und wieder schließt, was nicht nur sehr viel Gefühl und Erfahrung voraussetzt, sondern zusätzlich den Bedarf an teurer Druckluft unnötig in die Höhe treibt. The control of the air pressure of the railway wagons takes place in the known Two-way vehicles via a mechanically operated on-off valve from the driver's cab Two-way vehicle, which is operated by the driver by hand. This is the result Problem that no constant braking performance or deceleration can be obtained because due to the constant pressure drop due to leakage air in the compressed air supply lines to the Wagons after setting a desired brake pressure by the driver Braking effect is constantly increasing, so that targeted, even braking is not possible is. In order to brake a railway wagon in shunting operation and to be able to position, it is necessary for the driver of the two-way vehicle that this constantly opens and closes the on-off valve, which is not only a lot of feeling and experience, but also unnecessarily reduces the need for expensive compressed air Height drives.

Weiterhin ist es von Zweiwegefahrzeugen, die auf privaten Schienennetzen eingesetzt werden bekannt, den Bremsdruck statt durch ein Auf-Zu-Ventil über ein mechanisch betätigtes Proportionalventil zu regulieren, wobei sich jedoch das Problem ergibt, dass das Proportionalventil aufgrund seiner mechanischen Trägheit eine nicht vermeidbare Hysterese aufweist, die dazu führt, dass bei gelösten Bremsen schleichend ein Überdruck von z. B. (0,5 bar über dem Lösedruck aufgebaut wird, der wiederum zu einem plötzlichen Abblasen des Überdrucks von 5,5 bar auf 5,1 bar durch das Ventil führt, was zu einem ungewollten Bremsvorgang des Waggons führt. It is also used by two-way vehicles that are used on private rail networks become known, the brake pressure instead of through an on-off valve via a mechanical actuated proportional valve, but the problem arises that the Proportional valve due to its mechanical inertia an unavoidable hysteresis has, which leads to an overpressure of z. B. (0.5 bar above the release pressure, which in turn leads to a sudden blowing off of the Overpressure from 5.5 bar to 5.1 bar through the valve leads to an unwanted Braking the wagon leads.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Waggonbremsanlage in einem Zweiwegefahrzeug zu schaffen, welche unter Beibehaltung der für öffentliche Schienennetze geforderten Sicherheitsmaßnahmen einen gleichmäßigen und sanften Bremsvorgang ermöglicht. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a wagon brake system in to create a two-way vehicle, which while maintaining the public Rail networks required security measures a smooth and smooth Braking enables.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. This object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Further features of the invention are contained in the subclaims.

Gemäß der Erfindung weist eine Waggonbremsanlage in einem Zweiwegefahrzeug eine durch Druckluft betätigte Bremseinrichtung auf, bei der die Bremswirkung gemäß den Sicherheitsvorschriften für Öffentliche Schienennetze mit abnehmendem Druck der Druckluft zunimmt. Die Waggonbremsanlage umfasst ferner ein gemäß den Sicherheitsbestimmungen pneumatisch betätigtes Druckluft-Regulierventil, z. B. ein für öffentliche Schienennetze zugelassenes Membranventil, über welches der Druck der auf die Bremseinrichtung wirkenden Druckluft veränderbar ist, um diese z. B. bei einem Überdruck von mehr als 5,1 bar zu lösen und bei einem Überdruck von weniger als 3,2 bar vollständig anzuziehen. According to the invention, a wagon brake system in a two-way vehicle has one by compressed air operated braking device, in which the braking effect according to Safety regulations for public rail networks with decreasing pressure of the Compressed air increases. The wagon brake system also includes one according to the Safety regulations for pneumatically operated compressed air regulating valve, e.g. B. one for public rail networks approved diaphragm valve, via which the pressure of the the braking device acting compressed air is changeable to this z. B. at one To release excess pressure of more than 5.1 bar and at an excess pressure of less than 3.2 bar to fully tighten.

Das Druckluft-Regulierventil ist vorzugsweise über eine weitere Druckluftleitung strömungsmäßig mit dem Ausgang eines elektropneumatischen Regelventils verbunden, welches als Stellglied für das Druckluft-Regulierventil dient. Das elektropneumatische Regelventil ist vorzugsweise ein Ventil, welches z. B. im Automobilbau eingesetzt wird, und welches in erfindungsgemäßer Weise durch eine elektronische Steuerungseinrichtung mit einem pulsweitenmodulierten Signal beaufschlagt wird, um den Druck der Luft am Ausgang des Ventils in Abhängigkeit von der Pulsweite der Pulse zu vergrößern oder zu verringern, was aufgrund der strömungsmäßigen Verbindung mit dem Druckluft- Regulierventil wiederum dazu führt, dass der Druck der Druckluft im Leitungssystem der Bremseinrichtung entsprechend erhöht oder verringert, und damit die Bremskraft in umgekehrter Weise reduziert oder vergrößert wird. The compressed air regulating valve is preferably via a further compressed air line fluidly connected to the outlet of an electropneumatic control valve, which serves as an actuator for the compressed air regulating valve. The electropneumatic Control valve is preferably a valve which, for. B. is used in automotive engineering, and which according to the invention by an electronic control device a pulse width modulated signal is applied to the pressure of the air at Output of the valve to increase or decrease depending on the pulse width of the pulses reduce what due to the fluid connection with the compressed air Regulating valve in turn leads to the pressure of the compressed air in the piping system Braking device increased or decreased accordingly, and thus the braking force in conversely reduced or enlarged.

Die elektronische Steuerungseinrichtung, die vorzugsweise einen Mikroprozessor enthält, erzeugt das pulsweitenmodulierte Stellsignal hierbei in Abhängigkeit von einem Verzögerungs-Vorgabewert, der durch den Fahrer des Zweiwegefahrzeugs vorzugsweise über einen mit einem Potentiometer gekoppelten Handhebel vorgegeben wird. The electronic control device, which preferably contains a microprocessor, generates the pulse-width-modulated control signal as a function of one Deceleration default value, which is preferred by the driver of the two-way vehicle is specified via a hand lever coupled with a potentiometer.

In gleicher Weise kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass der Fahrer des Zweiwegefahrzeugs den Verzögerungs-Vorgabewert über eine Fernbedienung eingibt, über dies sich auch das Zweiwegefahrzeug von außen her beim Rangierbetrieb steuern lässt. In the same way, however, it can also be provided that the driver of the Two-way vehicle enters the deceleration default value via a remote control the two-way vehicle can also be controlled from the outside during maneuvering.

Das elektropneumatische Regelventil wird hierbei in Abhängigkeit vom Verzögerungs- Vorgabewert in der Weise gesteuert, dass die Verzögerung des Zweiwegefahrzeugs im Wesentlichen dem vorgegebenen Verzögerungs-Vorgabewert entspricht und im Wesentlichen konstant ist, selbst wenn bei einem längeren Bremsvorgang Leckluft aus den Zuleitungen zu den Waggons oder zwischen den Waggons austritt. The electro-pneumatic control valve is activated depending on the deceleration Default value controlled in such a way that the deceleration of the two-way vehicle in the Essentially corresponds to the specified delay preset value and in Is essentially constant, even if leakage air from the Supply lines to the wagons or between the wagons emerges.

Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Waggonbremssystems ergibt sich der Vorteil, dass bei einer Waggonbremsanlage, die die für öffentliche Schienennetze geltenden Sicherheitsanforderungen erfüllt, eine sehr feinfühlige und konstante Verzögerung des Zweiwegefahrzeugs erreicht werden kann. By using the wagon brake system according to the invention, there is the advantage that with a wagon brake system, the ones that apply to public rail networks Security requirements met, a very sensitive and constant delay of the Two-way vehicle can be reached.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dabei die Pulsweite des pulsweitenmodulierten Signals durch die Steuerungseinrichtung vergrößert, wenn der Verzögerungs-Vorgabewert erhöht wird. According to the preferred embodiment of the invention, the pulse width of the pulse width modulated signal increased by the control device when the Deceleration default value is increased.

Durch diese Art der Abhängigkeit der Verzögerung oder Bremskraft vom pulsweitenmodulierten Signal wird in Kombination mit dem Einsatz eines elektropneumatischen Ventils als Stellglied für das bekannte Druckluft-Reguliersystem sowie einer elektronischen Steuerungseinrichtung zur Erzeugung des Signals eine zusätzliche Sicherheit erhalten, da durch das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten bereits beim Ausfall einer einzigen Komponente ein Notbremsmanöver eingeleitet wird. So führt z. B. ein Stromausfall oder ein Ausfall der Steuerungseinrichtung dazu, dass das pulsweitenmodulierte Signal auf null gesetzt wird, wodurch das elektropneumatische Regelventil den Druck an seinem Ausgang vorzugsweise auf Umgebungsdruck absenkt, was ebenfalls dazu führt, dass das Druckluft-Regulierventil den Luftdruck in der Bremseinrichtung entsprechend vorzugsweise unter einen Wert von 3,2 bar absenkt, bei dem ein Notbremsmanöver der Waggons eingeleitet wird. This type of dependence of the deceleration or braking force on pulse width modulated signal is used in combination with a electropneumatic valve as an actuator for the well-known compressed air control system and an electronic control device for generating the signal receive additional security because of the interaction of the individual Components an emergency braking maneuver if a single component fails is initiated. So z. B. a power failure or a failure of the control device cause the pulse width modulated signal to be set to zero, whereby the electropneumatic control valve preferably the pressure at its outlet Ambient pressure lowers, which also leads to the compressed air regulating valve Air pressure in the brake device accordingly preferably below a value of 3.2 bar lower, at which an emergency braking maneuver of the wagons is initiated.

Hierbei hat es sich in Hinblick auf ein besonders sanftes Bremsverhalten als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Pulsweite bei einem Druck von 6 bar am Ausgang des elektropneumatischen Regelventils im Bereich von 97,5% und/oder bei einem Druck von 0 bar im Bereich von 5% der maximalen Pulsweite liegt. Die Werte können jedoch je nach Auslegung der Anlage auch anders gewählt werden. It has proven to be advantageous with regard to a particularly gentle braking behavior highlighted when the pulse width at a pressure of 6 bar at the outlet of the electropneumatic control valve in the range of 97.5% and / or at a pressure of 0 bar is in the range of 5% of the maximum pulse width. However, the values may vary System design can also be chosen differently.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in einer der Druckluftzuleitungen der Bremseinrichtung, vorzugsweise in der Druckluftzuleitung zu den Waggons, ein analoger Drucksensor angeordnet, der nachfolgend als "Analog-Sensor" bezeichnet wird. According to a further embodiment of the invention, one of the Compressed air supply lines of the braking device, preferably in the compressed air supply line to the wagons Analog pressure sensor arranged, which is referred to below as "analog sensor".

Der Analog-Sensor ermittelt den Druck der Druckluft im Leitungssystem der Bremseinrichtung und erzeugt ein zum Druck vorzugsweise proportionales Istwert-Signal, welches der Steuerungseinrichtung zugeführt wird und beispielsweise bei einem Druck von 0 bar 1 Volt und bei einem Druck von 25 bar 10 V betragen kann. Die Steuerungseinrichtung vergleicht das Istwert-Signal mit dem pulsweitenmodulierten Stellsignal und setzt das pulsweitenmodulierte Stellsignal auf null, wenn die Differenz zwischen dem Istwert-Signal und dem pulsweitenmodulierten Signal einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. The analog sensor determines the pressure of the compressed air in the pipe system Braking device and generates an actual value signal which is preferably proportional to the pressure, which is supplied to the control device and, for example, at a pressure of 0 bar 1 volt and 10 V at a pressure of 25 bar. The The control device compares the actual value signal with the pulse-width-modulated control signal and sets it Pulse-width modulated control signal to zero if the difference between the actual value signal and the pulse width modulated signal exceeds a predetermined threshold.

Weiterhin ergibt sich durch die vom Analog-Sensor auch bei 0 bar Bremsdruck erzeugte Mindestspannung von z. B. 1 Volt der Vorteil, dass die Steuerungseinrichtung einen Bruch in der Zuleitung des Analog-Sensors oder einen Ausfall desselben erkennt, und in diesem Falle ein Notbremsmanöver dadurch selbständig einleiten kann, dass es das pulsweitenmodulierte Stellsignal auf null setzt. The analog sensor also generates brake pressure at 0 bar Minimum voltage of z. B. 1 volt the advantage that the control device breaks in the supply line of the analog sensor or a failure of the same, and in this In the event of an emergency braking maneuver being able to initiate itself by doing so sets pulse-width-modulated control signal to zero.

Der Vergleich der beiden Signale erfolgt vorzugsweise durch die Steuerungseinrichtung auf der Basis eines der Pulsweite entsprechenden digitalen Sollwertes für den Druck mit einem der Signalspannung des Istwert-Signals zugeordneten digitalen Wert für den vom Analog-Sensor bestimmten Druck-Istwert. The comparison of the two signals is preferably carried out by the control device on the basis of a digital setpoint for the pressure corresponding to the pulse width a digital value assigned to the signal voltage of the actual value signal for the Analog sensor determined actual pressure value.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung überwacht die Steuerungseinrichtung das pulsweitenmodulierte Signal vorzugsweise ständig daraufhin, dass die von der Steuerungseinrichtung vorgegebene Taktfrequenz von z. B. 1000 Hz, auch tatsächlich eingehalten wird, so dass es z. B. durch extern eingestrahlte Störimpulse nicht zu Fehlfunktionen - insbesondere einem nicht beabsichtigten Lösen der Bremseinrichtung - kommen kann. Im Falle einer Abweichung der Taktfrequenz der Pulse von der vorgegebenen Taktfrequenz wird das pulsweitenmodulierte Signal auf null gesetzt, so dass umgehend ein Notbremsmanöver eingeleitet wird, welches den Waggon samt Zweiwegefahrzeug unter Einsatz der vollen Bremskraft zum Stillstand bringt. According to a further embodiment of the invention, the Control device, the pulse-width-modulated signal preferably constantly that the Control device predetermined clock frequency of z. B. 1000 Hz, actually is observed, so that it z. B. by externally radiated interference pulses Malfunctions - in particular an unintentional release of the braking device - can come. In the event of a deviation of the clock frequency of the pulses from the predetermined pulse frequency, the pulse width modulated signal is set to zero, so that An emergency braking maneuver is immediately initiated, which includes the wagon Bring the two-way vehicle to a stop using the full braking force.

Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung zur weiteren Unterdrückung von Störspannungen die Signalspannung des pulsweitenmodulierten Stellsignals ebenfalls überwacht, und dieses zur Einleitung eines Notbremsmanövers auf null setzt, wenn der vorgegebene Wert für die Signalspannung von z. B. 1 bis 8 V des pulsweitenmodulierten Steilsignals überschritten oder unterschritten wird. In addition, it can be provided that the control device for further Suppression of interference voltages the signal voltage of the pulse width modulated Control signal also monitored, and this to initiate an emergency braking maneuver to zero sets when the specified value for the signal voltage of z. B. 1 to 8 V of pulse width modulated steep signal is exceeded or undercut.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das elektropneumatische Regelventil mit dem Druckluft-Regulierventil über eine Druckluftleitung gekoppelt, wobei das elektropneumatische Regelventil die Größe des Drucks am Ausgang des elektropneumatischen Regelventils in Abhängigkeit von der Größe des zugeführten pulsweitenmodulierten Stellsignals selbständig regelt. Hierdurch wird eine zusätzliche Feinregelung des Luftdrucks zur Steuerung des Druckluft-Regulierventils bereitgestellt, was zu einer sehr kurzen Ansprechzeit der Druckregelung in der Verbindungsleitung zwischen Druckluftregulierventil und elektropneumatischem Regelventil führt. Zudem wird hierdurch ausgeschlossen, dass sich der Druck im Leitungssystem der Bremseinrichtung bei gelöster Bremse aufgrund von Hystereseerscheinungen schleichend um einen größeren Wert, z. B. 0,5 bar von beispielsweise 5,3 bar auf 5,8 bar erhöhen kann, ohne dass eine Nachregelung erfolgt, und die Waggons als Folge zu einem ungewollten Bremsvorgang veranlasst werden, wenn der Druck plötzlich wieder auf den Sollwert von 5,3 bar für den Lösedruck reduziert wird. According to a further advantageous embodiment of the invention, this is electropneumatic control valve with the compressed air control valve via a compressed air line coupled, the electropneumatic control valve the size of the pressure at the outlet of the electropneumatic control valve depending on the size of the supplied regulates pulse width modulated control signal independently. This will create an additional one Fine control of the air pressure provided to control the compressed air regulating valve, which leads to a very short response time of the pressure control in the connecting line between compressed air regulating valve and electropneumatic regulating valve. moreover is hereby excluded that the pressure in the pipe system of the Braking device with brake released, creeping by one due to hysteresis greater value, e.g. B. can increase 0.5 bar from, for example, 5.3 bar to 5.8 bar without A readjustment takes place, and the wagons as a result become an unwanted one Braking can be initiated when the pressure suddenly returns to the setpoint of 5.3 bar for the release pressure is reduced.

So hat sich in der Praxis gezeigt, dass der Regelbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung insgesamt nur bei plus minus 0,05 bar liegt. It has been shown in practice that the control range of the invention Overall device is only plus and minus 0.05 bar.

Der Verzögerungs-Vorgabewert wird vorzugsweise durch ein elektrisch mit der Steuerungseinrichtung verbundenes Potentiometer eingestellt, welches über einen Handhebel im Führerhaus des Zweiwegefahrzeugs betätigt werden kann. Hierbei ist es in Hinblick auf eine besonderes hohe Sicherheit gegen Fehlfunktionen von Vorteil, wenn in der elektrischen Verbindungsleitung zur Übertragung des pulsweitenmodulierten Steilsignals von der Steuerungseinrichtung zum elektropneumatischen Regelventil ein elektrischer Schalter vorgesehen ist, der durch den Handhebel mechanisch geöffnet wird, wenn der Handhebel z. B. mechanisch über seine Endanschlagsstellung hinaus bewegt wird, um auch dann noch ein Notbremsmanöver durchführen zu können, wenn der Prozessor "abgestürzt ist" und ein Stellsignal mit konstanter Pulsweite liefert, die größer als die dem maximalen Druck entsprechende Pulsweite ist. The delay default value is preferably determined by an electrical with the Control device connected potentiometer set, which via a Hand lever in the cab of the two-way vehicle can be operated. Here it is in With regard to a particularly high level of security against malfunctions, this is an advantage if in the electrical connection line for the transmission of the pulse width modulated Steep signal from the control device to the electro-pneumatic control valve electrical switch is provided, which is opened mechanically by the hand lever, if the hand lever z. B. is moved mechanically beyond its end stop position, in order to be able to carry out an emergency braking maneuver even when the processor "has crashed" and provides a control signal with a constant pulse width that is larger than that maximum pressure is the corresponding pulse width.

Zusätzlich hierzu kann ferner noch ein Not-Ausschalter vorgesehen sein, mit welchem sich die Stromzufuhr zur Steuerungseinrichtung und/oder zum elektropneumatischen Regelventil zur Einleitung eines Notbremsmanövers manuell unterbrechen lässt. In addition to this, an emergency stop switch can also be provided with which the power supply to the control device and / or to the electropneumatic Control valve to initiate an emergency braking maneuver can be interrupted manually.

Durch die erfindungsgemäße Kombination aus softwaremäßiger Steuerung und hardwaremäßiger Schaltung der einzelnen Komponenten wird somit sichergestellt, dass letztendlich stets ein Notbremsmanöver eingeleitet werden kann. By the combination of software control and Hardware switching of the individual components is thus ensured that ultimately an emergency braking maneuver can always be initiated.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben. The invention is described below with reference to the drawings based on a preferred one Embodiment described.

In den Zeichnungen zeigen: The drawings show:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Druckluftleitungsnetzes sowie der druckluftbetätigten Komponenten der erfindungsgemäßen Waggonbremsanlage, Fig. 1 is a schematic view of the air line network and the pneumatically-operated components of the wagon braking system according to the invention,

Fig. 2 den elektrischen Schaltplan der erfindungsgemäßen Waggonbremsanlage, Fig. 2 shows the electrical circuit diagram of the brake system wagon according to the invention,

Fig. 3 ein Diagramm, welches die Abhängigkeit des Ausgangsdrucks am elektropneumatischen Regelventil in Abhängigkeit von der Pulsweite des pulsweitenmodulierten Stellsignals wiedergibt, und Fig. 3 is a diagram representing the dependence of the output pressure at the electro-pneumatic control valve in dependence on the pulse width of the pulse width modulated control signal, and

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Abhängigkeit des Bremsdrucks vom Spannungswert des Positivsignals, aus welchem die Steuerungseinrichtung das pulsweitenmodulierte Stellsignal erzeugt. Fig. 4 is a schematic representation of the dependence of the brake pressure on the voltage value of the positive signal, from which the control device generates the pulse-width-modulated control signal.

Wie anhand des Druckluftdiagramms von Fig. 1 gezeigt ist, umfasst eine erfindungsgemäße Waggonbremsanlage 100, die auf einem nicht dargestellten Zweiwegefahrzeug, beispielsweise einem Unimog der Firma Daimler-Benz, angeordnet ist, einen Ansaugfilter 1 zum Ansaugen der Luft, welche durch einen Kompressor 2 auf beispielsweise 10 bar komprimiert wird und über einen Druckregler 3 sowie einen nachgeordneten Zweikammer-Lufttrockner 4 mit einem Druck von 8,5 bis 10 bar einem oder mehreren Druckluftbehältern 5 zur Speicherung zugeführt wird, welche auf dem Zweiwegefahrzeug angeordnet sind. Der Druck in den Druckluftbehältern 5 kann hierbei auf einem Manometer 7 abgelesen werden, und wird durch ein Sicherheitsventil 6 auf 10,5 bar begrenzt. Die in den Druckluftbehältern 5 gespeicherte Luft wird über einen Luftfilter 8 und eine Verzweigung zum einen einem Druckregler 9 zugeführt, der den Druck auf beispielsweise 5 bar senkt und der mit dem Eingang eines erfindungsgemäßen elektropneumatischen Regelventils 10 verbunden ist, dessen Ausgang strömungsmäßig mit dem Drucklufteingang eines Druckluft-Regulierventils 12 in Verbindung steht, welches insbesondere ein von auf öffentlichen Schienennetzen eingesetzten Fahrzeugen her bekannten Relaisventil oder Membranventil ist. Das Ventil wird z. B. unter der Bezeichnung "WRI" von der Fa. Wabco Westinghouse vertrieben. As shown in the compressed air diagram of FIG. 1, a wagon brake system 100 according to the invention, which is arranged on a two-way vehicle, not shown, for example a Unimog from Daimler-Benz, comprises a suction filter 1 for sucking in the air, which is drawn up by a compressor 2 For example, 10 bar is compressed and a pressure regulator 3 and a downstream two-chamber air dryer 4 with a pressure of 8.5 to 10 bar is fed to one or more compressed air tanks 5 for storage, which are arranged on the two-way vehicle. The pressure in the compressed air tanks 5 can be read on a manometer 7 and is limited to 10.5 bar by a safety valve 6 . The air stored in the compressed air containers 5 is fed via an air filter 8 and a branch to a pressure regulator 9 , which lowers the pressure to, for example, 5 bar and which is connected to the input of an electropneumatic control valve 10 according to the invention, the output of which is fluidly connected to the compressed air inlet Compressed air regulating valve 12 is connected, which is in particular a relay valve or membrane valve known from vehicles used on public rail networks. The valve is e.g. B. sold under the name "WRI" by Wabco Westinghouse.

Der Eingang des Druckluft-Regulierventils 12 ist dabei mit dem anderen Zweig der dem Luftfilter 8 nachgeordneten Verzweigung verbunden, und wird demgemäß eingangsseitig mit einem Luftdruck von beispielsweise 10,5 bar beaufschlagt. Das Druckluft- Regulierventil 12 kann weiterhin, wie in Fig. 1 gezeigt, gewünschtenfalls über Zwei/Dreiwegeventile 11 sowie einen Luftbehälter 18 mit einem weiteren Drucklufteingang des Ventils 12 verbunden sein, um das Ventil 12 in bekannter Weise mit einem Druckluftstoß zu beaufschlagen, durch den der Bremsdruck im nachgeordneten Bremsleitungssystem der Waggons in bekannter Weise kurzzeitig beispielsweise auf 5,5 bar angehoben und danach langsam auf 5,1 bar heruntergefahren wird. The inlet of the compressed air regulating valve 12 is connected to the other branch of the branch downstream of the air filter 8 , and accordingly an air pressure of, for example, 10.5 bar is applied to the inlet side. The compressed air control valve 12 can continue as shown in FIG. 1, if desired, two / three-way valves 11 and an air tank 18 connected to a further compressed air inlet of the valve 12 to the valve 12 to bias in a known manner with a blast of compressed air, through the the braking pressure in the downstream brake line system of the wagons is briefly raised in a known manner, for example to 5.5 bar, and then slowly lowered to 5.1 bar.

Der Ausgang des Druckluft-Regulierventils 12 ist über eine Druckluft-Bremsleitung 22 sowie eine Kupplung 24 mit einer bekannten, schematisch dargestellten Druckluft- Bremseinrichtung 26 verbunden, die am Eisenbahnwaggon zum Bremsen desselben angeordnet ist, und bei der in bei Eisenbahnwaggons des Öffentlichen Schienennetzes üblicher Weise die Bremswirkung zunimmt, wenn der Druck in der Druckluft- Bremsleitung 22 unterhalb eines Lösedrucks von beispielsweise 5,1 bar gesenkt wird. The output of the compressed air regulating valve 12 is connected via a compressed air brake line 22 and a coupling 24 to a known, schematically illustrated compressed air braking device 26 , which is arranged on the railway wagon for braking the same, and in the manner customary in railway wagons of the public rail network the braking effect increases when the pressure in the compressed air brake line 22 is reduced below a release pressure of, for example, 5.1 bar.

In der Druckluft-Bremsleitung 22 befinden sich weiterhin vorzugsweise ein Notbremsventil 15, mit dem der Druck im Falle eines Notbremsmanövers schlagartig abgelassen werden kann, sowie ein Ablasshahn 16. In the compressed air brake line 22 there is also preferably an emergency brake valve 15 , with which the pressure can be released suddenly in the event of an emergency brake maneuver, and a drain cock 16 .

Weiterhin ist mit der Druckluft-Bremsleitung 22 ein analoger Drucksensor 13 verbunden, der den Druck der auf die Bremseinrichtung 26 wirkenden Druckluft in der Druckluft- Bremsleitung 22 ermittelt, und diesen an einer Steuerungseinrichtung 30 weiterleitet, die in Fig. 2 dargestellt ist und die vorzugsweise einen Mikroprozessor enthält, der die Steuerungs- und Regelungsvorgänge in der Steuerungseinrichtung 30 durchführt. Furthermore, with the pneumatic brake line 22 connected to an analog pressure sensor 13 which detects the pressure acting on the brake means 26 compressed air in the pneumatic brake line 22, and passes it to a control device 30 which is shown in Fig. 2 and preferably includes a microprocessor that performs the control operations in the controller 30 .

Wie anhand des elektrischen Leitungsplanes in Fig. 2 dargestellt ist, wird die Steuerungseinrichtung 30 nach Schließen eines Ein/Ausschalters bzw. eines Notausschalters 32 durch eine Stromquelle 34 mit Strom versorgt, wobei der Pluspol der Stromquelle 34 über ein Potentiometer 36, welches durch einen Handhebel 38 betätigt wird, mit einem Signaleingang 40 der Steuerungseinrichtung 30 über eine Steuerleitung 42 verbunden ist. Je nach Stellung des Potentiometers 36 wird hierbei durch den Fahrer des Zweiwegefahrzeugs ein Verzögerungs-Vorgabewert in Form einer Spannung von z. B. 1 bis 10 Volt erzeugt, der von der Steuerungseinrichtung 30 in ein pulsweitenmoduliertes Stellsignal 44 umgewandelt wird, das über eine mit 46 bezeichnete Zuleitung dem elektropneumatischen Regelventil 10 zugeführt wird. Das elektropneumatische Regelventil 10 erzeugt in Abhängigkeit von der Pulsweite des pulsweitenmodulierten Stellsignals 44 in der zum Druckluft-Regulierventil 12 führenden Verbindungsleitung 48 eine Druckänderung, die eine solche Größe besitzt, dass das Druckluft-Regulierventil 12 den Druck in der Druckluft-Bremsleitung 22 in der Weise einstellt, dass ein dem Verzögerungs-Vorgabewert entsprechender Wert für die durch die Bremseinrichtung 26 erzeugte Bremskraft oder Bremsverzögerung erhalten wird. Die Verbindungsleitung 48 sowie das Druckluft-Regulierventil 12 sind in Fig. 2 in gestrichelten Linien dargestellt. As shown in the electrical wiring diagram in FIG. 2, the control device 30 is supplied with current by a current source 34 after closing an on / off switch or an emergency stop switch 32 , the positive pole of the current source 34 being supplied via a potentiometer 36 , which is operated by a hand lever 38 is actuated, is connected to a signal input 40 of the control device 30 via a control line 42 . Depending on the position of the potentiometer 36 , a deceleration preset value in the form of a voltage of z. B. generated 1 to 10 volts, which is converted by the control device 30 into a pulse-width modulated control signal 44, which is supplied to the electropneumatic control valve 10 via a feed line designated 46. The electro-pneumatic control valve 10 generates in dependence on the pulse width of the pulse-width-modulated actuating signal 44 in the line leading to the compressed air regulating valve 12 connecting line 48, a pressure change, which has such a size that the air pressure regulating valve 12 the pressure in the pneumatic brake line 22 in the manner sets that a value corresponding to the deceleration preset value is obtained for the braking force or braking deceleration generated by the braking device 26 . The connecting line 48 and the compressed air regulating valve 12 are shown in dashed lines in FIG. 2.

Die Steuerungseinrichtung 30 erzeugt das pulsweitenmodulierte Stellsignal 44 hierbei vorzugsweise ebenfalls in Abhängigkeit von dem Istwert-Signal, welches der Analog- Sensor 13 je nach Druck in der Druckluft-Bremsleitung 22 liefert. Hierbei wird aus Sicherheitsgründen das erzeugte pulsweitenmodulierte Stellsignal, bzw. ein diesem Wert entsprechender digitaler Wert in der Steuerungseinrichtung 30, aus dem das pulsweitenmodulierte Stellsignal 44 abgeleitet wird, mit dem in einen entsprechenden digitalen Wert umgewandelten Spannungswert für das Istwert-Signal verglichen, welches vom Analog-Sensor geliefert wird. Wenn die Abweichung zwischen den Signalen einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird das pulsweitenmodulierte Stellsignal 44 durch die Steuerungseinrichtung 30 auf Null gesetzt, so dass am Eingang des elektropneumatischen Regelventils 10 kein Signal anliegt, und folglich der Wert des Drucks in der Verbindungsleitung 48 auf 1 bar bzw. 0 bar abgesenkt wird, wodurch über das Druckluft- Regulierventil 12 ebenfalls ein entsprechender Druckabfall in der Druckluft-Bremsleitung 22 erzeugt wird, der zu einem Notbremsmanöver führt. Hierbei wird die Pulsweite PW des pulsweitenmodulierten Stellsignals 44 vergrößert, wenn die Bremseinrichtung 26 gelöst werden soll, und entsprechend von der Steuerungseinrichtung 30 um so mehr verkleinert, je größer der Verzögerungs-Vorgabewert am Potentiometer 36 eingestellt wird. The control device 30 preferably generates the pulse-width-modulated actuating signal 44 as a function of the actual value signal which the analog sensor 13 supplies depending on the pressure in the compressed air brake line 22 . For safety reasons, the generated pulse-width-modulated control signal, or a digital value corresponding to this value in the control device 30 , from which the pulse-width-modulated control signal 44 is derived, is compared with the voltage value for the actual value signal converted into a corresponding digital value, which is derived from the analog Sensor is supplied. If the deviation between the signals exceeds a predetermined value, the pulse-width-modulated actuating signal 44 is set to zero by the control device 30 , so that there is no signal at the input of the electropneumatic control valve 10 , and consequently the value of the pressure in the connecting line 48 is set to 1 bar or 0 bar is lowered, which also generates a corresponding pressure drop in the compressed air brake line 22 via the compressed air regulating valve 12 , which leads to an emergency braking maneuver. In this case, the pulse width PW of the pulse-width-modulated control signal 44 is increased when the braking device 26 is to be released, and accordingly reduced by the control device 30 the more the larger the delay preset value is set on the potentiometer 36 .

Ein Beispiel für die Abhängigkeit des Ausgangsdrucks P_Ausgang in der Verbindungsleitung 48 zwischen dem elektropneumatischen Regelventil 10 und dem Druckluft-Regulierventil 12 von der Pulsweite PW ist dabei in Fig. 3 dargestellt. An example of the dependency of the outlet pressure P _outlet in the connecting line 48 between the electropneumatic control valve 10 and the compressed air regulating valve 12 on the pulse width PW is shown in FIG. 3.

Aus der Darstellung von Fig. 4 kann weiterhin entnommen werden, dass bei einem Wert von 1 Volt des am Signaleingang 40 der Steuerungseinrichtung 30 anliegenden, dem Verzögerungs-Vorgabewert entsprechenden Signals in der Druckluft-Bremsleitung 22 ein Druck von 0 bar und bei einem Wert von 8 Volt ein Druck von ca. 5,0 bar bereitgestellt wird, der auf die Bremseinrichtung 26 wirkt und eine entsprechende Bremskraft erzeugt. From the illustration in FIG. 4 it can further be seen that with a value of 1 volt of the signal present in the compressed air brake line 22 at the signal input 40 of the control device 30 and corresponding to the delay preset value, a pressure of 0 bar and at a value of 8 volts a pressure of approximately 5.0 bar is provided, which acts on the braking device 26 and generates a corresponding braking force.

Wie Fig. 2 weiterhin entnommen werden kann, ist innerhalb der Verbindungsleitung 46 von der Steuerungseinrichtung 30 zum elektropneumatischen Regelventil 10 ein elektrischer Schalter 50 angeordnet, der mechanisch durch den Handhebel 38 geöffnet werden kann. Die mechanische Verbindung zwischen dem Handhebel 38 und dem Schalter 50 ist durch die gestrichelte Linie 52 in Fig. 2 angedeutet. Der Schalter 50 kann beispielsweise ein Mikroschalter sein, der unmittelbar unter dem Handhebel 35 angeordnet ist, und der beim Umlegen des Handhebels 35 in eine über die Endstellung hinausgehende Stellung mechanisch aktiviert wird. Durch Öffnen des Schalters 50 ergibt sich beispielsweise bei einer Gefahrensituation oder bei einem Ausfall oder bei einem Hängenbleiben der Steuerungseinrichtung 30 für den Fahrer des Zweiwegefahrzeuges die Möglichkeit, das pulsweitenmodulierte Stellsignal 44 durch Öffnen des Schalters 50 auf null zu setzen, so dass das elektropneumatische Regelventil 10 den Druck in der Verbindungsleitung 48 zum Druckluft-Regulierventil 12, und dieses wiederum den Druck in der Druckluft-Bremsleitung 22 ebenfalls auf null reduziert, um die Bremseinrichtung 26 zur Durchführung eines Notbremsmanövers mit maximaler Verzögerung mit einem Druck kleiner 3,1 bar, vorzugsweise 0 bar, zu beaufschlagen. Liste der Bezugszeichen PW Pulsweite
P_Ausgang Druck am Ausgang des elektropneumatischen Regelventils 10
P22 Druck in der Druckluft-Bremsleitung
1 Ansaugfilter
2 Kompressor
3 Druckregler
4 Zweikammer-Lufttrockner
5 Luftbehälter
6 Sicherheitsventil
7 Manometer
8 Luftfilter
9 Druckregler
10 elektropneumatisches Regelventil
11 Drei-/Zweiwegeventil
12 Druckluft-Regulierventil
13 Analog-Drucksensor
15 Notbremsventil
16 Ablasshahn
18 Luftbehälter
22 Druckluft-Bremsleitung
24 Kupplung
26 Bremseinrichtung
30 Steuerungseinrichtung
32 Not-Aus-Schalter
34 Stromquelle
36 Potentiometer
38 Handhebel
40 Signaleingang
42 Steuerleitung
44 pulsweitenmoduliertes Stellsignal
46 Zuleitung
45 Verbindungsleitung
50 Schalter
100 Erfindungsgemäße Waggon-Bremsanlage
As can also be seen in FIG. 2, an electrical switch 50 is arranged within the connecting line 46 from the control device 30 to the electropneumatic control valve 10 and can be opened mechanically by the hand lever 38 . The mechanical connection between the hand lever 38 and the switch 50 is indicated by the dashed line 52 in FIG. 2. The switch 50 can be, for example, a microswitch which is arranged directly under the hand lever 35 and which is mechanically activated when the hand lever 35 is turned into a position which goes beyond the end position. By opening the switch 50 , for example in the event of a dangerous situation or in the event of a failure or if the control device 30 gets stuck, the driver of the two-way vehicle has the possibility of setting the pulse-width-modulated control signal 44 to zero by opening the switch 50 , so that the electro-pneumatic control valve 10 the pressure in the connecting line 48 to the compressed air regulating valve 12 , and this in turn also reduces the pressure in the compressed air brake line 22 to zero in order for the braking device 26 to carry out an emergency braking maneuver with maximum deceleration with a pressure of less than 3.1 bar, preferably 0 bar to act on. List of reference symbols PW pulse width
P _outlet pressure at the outlet of the electropneumatic control valve 10
P22 Pressure in the compressed air brake line
1 suction filter
2 compressor
3 pressure regulators
4 two-chamber air dryers
5 air tanks
6 safety valve
7 manometers
8 air filters
9 pressure regulator
10 electropneumatic control valve
11 three / two-way valve
12 compressed air regulating valve
13 analog pressure sensor
15 emergency brake valve
16 drain cock
18 air tanks
22 Air brake line
24 clutch
26 braking device
30 control device
32 emergency stop button
34 power source
36 potentiometers
38 hand lever
40 signal input
42 control line
44 pulse width modulated control signal
46 supply line
45 connecting line
50 switches
100 wagon brake system according to the invention

Claims

1. wagon brake system ( 100 ) in a two-way vehicle, with a compressed air-operated braking device ( 26 ), in which the braking effect increases with decreasing pressure (P22) of the compressed air, and with a pneumatically operated compressed air regulating valve ( 12 ), via which the pressure (P22), the compressed air acting on the braking device ( 26 ) can be changed, characterized in that the compressed air regulating valve ( 12 ) is connected in terms of flow ( 48 ) to the outlet of an electropneumatic control valve ( 10 ), and in that a control device ( 30 ) A pulse-width-modulated control signal ( 44 ) is generated as a function of a deceleration preset value specified by the driver of the two-way vehicle, via which the electropneumatic control valve ( 10 ) is controlled in such a way that the deceleration of the two-way vehicle essentially corresponds to the predefined deceleration Default value corresponds.

2. Device according to claim 1, characterized in that the control device ( 30 ) increases the pulse width (PW) of the pulse-width-modulated steep signal ( 44 ) when the delay preset value is increased.

3. Device according to claim 2, characterized in that the pulse width at a pressure (P _output ) of 6 bar at the outlet of the electropneumatic control valve ( 10 ) in the range of 97.5% and / or at a pressure of 0 bar in the range of 5% of the maximum pulse width (PW).

4. The device according to claim 1 or 2, characterized in that an analog pressure sensor ( 13 ) is provided which generates an actual value signal corresponding to the pressure in the compressed air brake line ( 22 ) that the control device ( 30 ) the actual value Compares the signal with the pulse-width-modulated control signal ( 44 ), and sets the pulse-width-modulated control signal ( 44 ) to zero if the difference between the actual value signal and the pulse-width-modulated control signal ( 44 ) exceeds a predetermined threshold value.

5. The device according to claim 4, characterized in that the analog pressure sensor ( 13 ) generates a signal which is substantially proportional to the pressure in the compressed air brake line ( 22 ) of the braking device ( 26 ), such that the actual value signal at an air pressure (P22) in the compressed air brake line ( 22 ) of 1 bar has a voltage value of 1 volt and at an air pressure (P22) of 25 bar has a voltage value of 10 volts.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 30 ) monitors the pulse-width-modulated control signal ( 44 ) for the presence of a predetermined clock frequency, and the pulse-width-modulated control signal ( 44 ) to initiate an emergency braking maneuver to zero if the predefined value for the clock frequency is exceeded or undershot.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 30 ) monitors the signal voltage of the pulse-width-modulated control signal ( 44 ), and sets the pulse-width-modulated control signal to initiate an emergency braking maneuver to zero when the predetermined value for the signal voltage is exceeded or fallen below becomes.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electropneumatic control valve ( 10 ) with the compressed air control valve ( 12 ) via a compressed air line ( 48 ) is coupled, and that the electropneumatic control valve ( 10 ) the size of the pressure (P _output ) independently controls at the output of the electropneumatic control valve ( 10 ) depending on the width of the pulses (PW) of the pulse-width-modulated steep signal ( 44 ) supplied.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the delay preset value is adjustable via a potentiometer ( 36 ) electrically connected to the control device ( 30 ).

10. The device according to claim 9, characterized in that the potentiometer ( 36 ) can be actuated by a hand lever ( 38 ) in the cab of the two-way vehicle, and that in the electrical connecting line ( 46 ) for transmitting the pulse-width-modulated control signal ( 44 ) from the control device ( 30 ) for the electropneumatic control valve ( 10 ) there is an electrical switch ( 50 ) which is opened by the hand lever ( 38 ) to initiate an emergency braking maneuver when it is moved into an emergency braking position.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an emergency stop switch ( 32 ) is provided, via which the power supply to the control device ( 30 ) and / or to the electropneumatic control valve ( 10 ) for initiating an emergency braking maneuver can be interrupted manually.

12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 30 ) contains a microprocessor which generates the pulse-width-modulated control signal ( 44 ).