DE10316148B4

DE10316148B4 - Wagon brake system in a two-way vehicle

Info

Publication number: DE10316148B4
Application number: DE10316148A
Authority: DE
Inventors: Ralf Beaujot
Original assignee: ZAGRO BAHN und BAUMASCHINEN GM; ZAGRO BAHN- und BAUMASCHINEN GmbH
Current assignee: ZAGRO BAHN und BAUMASCHINEN GM; ZAGRO BAHN- und BAUMASCHINEN GmbH
Priority date: 2002-04-29
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: DE20206738U1; DE10316148A1

Abstract

Waggonbremsanlage (100) in einem Zweiwegefahrzeug, mit einer durch Druckluft betätigten Bremseinrichtung (26), bei der die Bremswirkung mit abnehmendem Druck (P22) der Druckluft zunimmt, sowie mit einem pneumatisch betätigten Druckluft-Regulierventil (12), über welches der Druck (P22), der auf die Bremseinrichtung (26) wirkenden Druckluft veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckluft-Regulierventil (12) strömungsmäßig (48) mit dem Ausgang eines elektropneumatischen Regelventils (10) verbunden ist, und dass eine Steuerungseinrichtung (30) vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von einem durch den Fahrer des Zweiwegefahrzeugs vorgegebenen Verzögerungs-Vorgabewert ein pulsweitenmoduliertes Stellsignal (44) erzeugt, über welches das elektropneumatische Regelventil (10) in der Weise gesteuert wird, dass die Verzögerung des Zweiwegefahrzeugs im Wesentlichen dem vorgegebenen Verzögerungs-Vorgabewert entspricht.wagon brake (100) in a two-way vehicle, with a compressed air operated braking device (26), in which the braking effect with decreasing pressure (P22) of the compressed air increases, as well as with a pneumatically operated compressed air regulating valve (12), via which the pressure (P22), the compressed air acting on the braking device (26) variable characterized in that the compressed air regulating valve (12) is fluid (48) connected to the output of an electropneumatic control valve (10) is, and that a control device (30) is provided, which dependent on from a default deceleration value given by the driver of the two-way vehicle generates a pulse width modulated control signal (44) via which the electro-pneumatic control valve (10) is controlled in the manner that the delay of the two-way vehicle substantially the predetermined deceleration default value equivalent.

Description

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

Zweiwegefahrzeuge werden auf privaten oder öffentlichen Schienennetze etwa 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 Schienenrädern auf, welche sie dazu in die Lage versetzen, dass sich die Fahrzeuge nach dem Ausfahren der Räder entlang der Gleise des Schienennetzes fortbewegen können.Road-rail vehicles be on private or public Railways about for Shunting of railway wagons Track work, construction work at railway embankments etc. are used and have additional to her rubber tires for conventional streets a chassis with four to the width of the respective rail network adapted rail wheels on which they enable the vehicles to do so after extending the wheels 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.Around To ensure a safe braking of the wagons, it is in the implementation of maneuvering required that the pneumatically operated brake systems, for example 800 t heavy railway wagons are operated by the two-way vehicle, because this is due to its much lower mass of e.g. only 10 tons otherwise would not be able to target the wagons and in case of danger in the shortest time 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 brake systems of railway wagons have the Peculiarity to them for reasons the safety is slowed down by a reduction of the air pressure in the brake pipe system be, with the so-called release pressure the brakes at approx. 5.1 bar overpressure and get the maximum braking power at a pressure below 3.1 bar becomes.

Die Steuerung des Lufdrucks 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 cars takes place in the known Two-way vehicles over a mechanically operated On-off valve from the cab of the two-way vehicle, which is operated by the driver by hand. This results in the problem that no constant braking power or delay can be obtained because of 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 the braking effect constantly increases, so that a targeted uniform braking is not possible. Therefore, deliberately slow down a railroad car when maneuvering and to be able to position is it for the driver of the two-way vehicle requires that this constantly opens the on-off valve and closes again, not only a lot of feeling and experience, but also the need for more expensive Compressed air unnecessary in the air 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.Farther It is of two-way vehicles used on private rail networks become known, the brake pressure instead of an on-off valve on a mechanically operated Proportional valve regulate, however, the problem is shows that the proportional valve due to its mechanical inertia has an unavoidable hysteresis that causes when solved Brakes creeping overpressure from e.g. 0.5 bar over the release pressure which in turn leads to a sudden release of the overpressure from 5.5 bar to 5.1 bar through the valve, resulting in an unwanted Braking of the car 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, a car brake system in a two-way vehicle to create, while maintaining the one for public Railways required safety measures a uniform and gentle braking process allows.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.These Task is carried out according to the invention the features of claim 1 solved.

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 by a compressed air actuated Braking device on, in which the braking effect in accordance with safety regulations for public Rail networks increases with decreasing pressure of compressed air. The wagon brake system further includes one according to safety regulations pneumatically actuated Compressed air control valve, e.g. a diaphragm valve approved for public rail networks, via which the pressure of the compressed air acting on the brake device is variable, around this e.g. at an overpressure of more than 5.1 bar and at an overpressure of less than 3.2 bar completely to attract.

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 connected via a further compressed air line in terms of flow with the output 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 is used for example in the automotive industry, and which is acted upon in accordance with the invention by an electronic control device with a pulse width modulated signal to increase the pressure of the air at the outlet of the valve in response to the pulse width of the pulses or in turn, due to the fluid connection with the compressed air regulating valve in turn causes the pressure of the compressed air in the line system of the braking device according to he increases or decreases, and thus the braking force is reduced or increased in the reverse manner.

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, preferably a microprocessor contains generates the pulse width modulated actuating signal in dependence from a delay default value, the by the driver of the two-way vehicle preferably via a with a potentiometer coupled hand lever is specified.

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 However, it can also be provided that the driver of the two-way vehicle, the delay default value via a remote control enters, over This also control the two-way vehicle from the outside during shunting leaves.

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 Electropneumatic control valve is dependent on this from the default delay value in the Way controlled that the delay of the Two-way vehicle substantially the predetermined delay default value corresponds and is essentially constant, even if at one longer Braking process Leakage air from the supply lines to the wagons or between exits the wagons.

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 the use of the wagon braking system according to the invention There is the advantage that in a wagon brake system, the for public rail networks meets current safety requirements, a very sensitive and constant delay the two-way vehicle can be achieved.

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 Invention is the pulse width of the pulse width modulated signal increased by the controller, if the delay default value elevated becomes.

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.By this kind of dependency the delay or braking force from the pulse width modulated signal is combined with the use of an electropneumatic valve as an actuator for the well-known Compressed air control system and an electronic control device receive additional security to generate the signal, there by the interaction of the individual components already at Failure of a single component initiated an emergency braking maneuver becomes. For example, a power failure or a failure of the controller to that the pulse width modulated signal is set to zero, whereby the electro-pneumatic control valve the pressure at its output preferably lowers to ambient pressure, which also leads to that the compressed air regulating valve the air pressure in the braking device preferably drops below a value of 3.2 bar, in which an emergency braking maneuver the Waggons 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.in this connection It has to be in terms of a particularly smooth braking behavior proved to be advantageous when the pulse width at a pressure of 6 bar at the output of the electro-pneumatic control valve in the area 97.5% and / or at a pressure of 0 bar in the range of 5% the maximum pulse width is. The values may vary depending on the design the system also chosen differently become.

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 one another embodiment the invention is in one of the compressed air supply lines of the braking device, preferably in the compressed air supply to the wagons, an analogous Arranged pressure sensor, hereinafter referred to 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.Of the Analog sensor determines the pressure of the compressed air in the piping system the braking device and generates a preferably proportional to the pressure Actual value signal which is supplied to the control device and for example at a pressure of 0 bar 1 volt and at a Pressure of 25 bar 10 V may be. The controller compares the actual value signal with the pulse width modulated actuating signal and sets the pulse width modulated drive signal to zero when 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.Farther results from the analog sensor even at 0 bar brake pressure generated minimum stress of e.g. 1 volt the advantage that the control device a break in the supply line of the analog sensor or a failure recognizes this, and in this case an emergency braking maneuver by independent can initiate that it has the pulse width modulated control signal zero sets.

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.Of the Comparison of the two signals is preferably carried out by the control device based on a digital setpoint corresponding to the pulse width for the Pressure associated with one of the signal voltage of the actual value signal digital value for the actual pressure value determined by the analogue sensor.

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 monitors the pulse-width-modulated signal preferably constantly to ensure that the predetermined by the controller clock frequency of, for example, 1000 Hz, is actually maintained, so that it is not malfunctioned by externally radiated glitches - especially an unintentional release the braking device - can come. In the case of a deviation of the clock frequency of the pulses from the predetermined clock frequency is the pulse width modulated signal is set to zero, so that immediately an emergency braking maneuver is initiated, which brings the car and two-way vehicle using the full braking force to a standstill.

Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung zur weiteren Unterdrückung von Störspannungen die Signalspannung des pulsweitenmodulierten Stell signals 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 Stellsignals überschritten oder unterschritten wird.Furthermore it can be provided that the control device for further suppression of interference voltages the signal voltage of the pulse width modulated signal is also monitored, and zero this to initiate an emergency braking maneuver if the default value for the signal voltage of e.g. 1 to 8 V of the pulse width modulated Control signal exceeded or is fallen short of.

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 one further advantageous embodiment the invention is the electro-pneumatic control valve with the compressed air regulating valve via a Coupled compressed air line, the electropneumatic control valve the size of the print at the output of the electro-pneumatic control valve in dependence on the size of the supplied pulse width modulated Independent control signal regulates. This will add an extra Fine control of the air pressure to control the air pressure regulating valve provided, resulting in a very short response time of the pressure control in the connecting line between compressed air regulation valve and electropneumatic Control valve leads. In addition, this excludes that the pressure in the pipe system of Brake device when dissolved Brake creeping by a larger value due to hysteresis phenomena, e.g. 0.5 bar from, for example, 5.3 bar to 5.8 bar, without a readjustment takes place, and the wagons as a result an unwanted braking operation are caused when the pressure suddenly is reduced again to the target value of 5.3 bar for the release pressure.

So hat sich in der Praxis gezeigt, dass der Regelabweichung er erfindungsgemäßen Vorrichtung insgesamt nur bei plus minus 0,05 bar liegt.So has shown in practice that the deviation he inventive device total only plus 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 Stellsignals 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.Of the Delay preset value is preferably electrically connected to the control device connected potentiometer, which via a hand lever in the cab the two-way vehicle operated can be. Here it is with regard to a special high Safety against malfunction advantageous when in the electrical Connection line for transmission the pulse width modulated actuating signal from the control device provided for the electro-pneumatic control valve, an electrical switch which is mechanically opened by the hand lever when the hand lever e.g. mechanically over its end stop position is moved out, even then an emergency braking maneuver carry out to be able to, if the processor has "crashed" and a control signal with constant pulse width that is greater than the maximum pressure corresponding pulse width is.

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 Furthermore, an emergency stop switch may be provided with which the power supply to the control device and / or the electropneumatic Manually interrupt control valve to initiate an emergency braking maneuver.

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 according to the invention software control and hardware circuitry The individual components will thus ensure that ultimately always an emergency braking maneuver can be initiated.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben.The The invention will be described below with reference to the drawings a preferred embodiment described.

In den Zeichnungen zeigen:In show the drawings:

1 eine schematische Ansicht des Druckluftleitungsnetzes sowie der druckluftbetätigten Komponenten der erfindungsgemäßen Waggonbremsanlage, 1 a schematic view of the compressed air line network and the compressed air actuated components of the wagon brake system according to the invention,

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

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

4 eine schematische Darstellung der Abhängigkeit des Bremsdrucks vom Spannungswert des Positivsignals, aus welchem die Steuerungseinrichtung das pulsweitenmodulierte Stellsignal erzeugt. 4 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 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 „WR1" von der Fa. Wabco Westinghouse vertrieben.As with the compressed air diagram of 1 is shown, comprises a wagon brake system according to the invention 100 , which is arranged on a two-way vehicle, not shown, for example, a Unimog from Daimler-Benz, an intake filter 1 for sucking the air through a compressor 2 is compressed to, for example, 10 bar and a pressure regulator 3 and a downstream two-chamber air dryer 4 with a pressure of 8.5 to 10 bar one or more compressed air tanks 5 is fed to the storage, which are arranged on the two-way vehicle. The pressure in the compressed air tanks 5 can do this on a manometer 7 be read, and will pass through a safety valve 6 to 10.5 bar limited. The in the compressed air tanks 5 stored air is through an air filter 8th and a branch on the one hand a pressure regulator 9 supplied, which reduces the pressure to, for example, 5 bar and with the input of an electropneumatic control valve according to the invention 10 is connected, the output of which is in fluid communication with the compressed air inlet of a compressed air regulating valve 12 which is in particular a relay valve or diaphragm valve known from vehicles used on public rail networks. The valve is z. B. sold under the name "WR1" by the company. 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 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 with the other branch of the air filter 8th connected downstream branch, and is accordingly the input side exposed to an air pressure of 10.5, for example bar. The compressed air regulating valve 12 can continue, as in 1 if desired via two / three-way valves 11 as well as an air tank 18 with another compressed air inlet of the valve 12 be connected to the valve 12 in a known manner to be acted upon by a blast of compressed air, by the brake pressure in the downstream brake pipe system of the cars in a known manner, for example, briefly raised to 5.5 bar and then slowly ramped down 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 regulator valve 12 is via a compressed air brake line 22 as well as a clutch 24 with a known, schematically illustrated compressed air braking device 26 connected to the railway wagon for braking the same, and in the usual manner in railway wagons of the public rail network, the braking effect increases when the pressure in the compressed air brake line 22 is lowered 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 are still preferably an emergency brake valve 15 , in which the pressure in the event of an emergency braking maneuver can be suddenly released, as well as 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 2 dargestellt ist und die vorzugsweise einen Mikroprozessor enthält, der die Steuerungs- und Regelungsvorgänge in der Steuerungseinrichtung 30 durchführt.Furthermore, with the compressed air brake line 22 an analog pressure sensor 13 connected, the pressure on the braking device 26 acting compressed air in the compressed air brake line 22 determined, and this at a control device 30 redirects to in 2 is shown and which preferably includes a microprocessor, the control and regulating operations in the control device 30 performs.

Wie anhand des elektrischen Leitungsplanes in 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 2 in gestrichelten Linien dargestellt.As based on the electrical wiring diagram in 2 is shown, the control device 30 after closing an on / off switch or an emergency stop switch 32 through a power source 34 powered, with the positive pole of the power source 34 via a potentiometer 36 which by a hand lever 38 is operated, with a signal input 40 the control device 30 via a control line 42 connected is. Depending on the position of the potentiometer 36 In this case, a deceleration default value in the form of a voltage of eg 1 to 10 volts is generated by the driver of the two-way vehicle, which is provided by the control device 30 in a pulse width modulated control signal 44 is transformed, which has one with 46 designated supply line to the electropneumatic control valve 10 is supplied. The electropneumatic control valve 10 generated as a function of the pulse width of the pulse width modulated actuating signal 44 in the to the compressed air regulating valve 12 leading connection line 48 a pressure change having such a size that the compressed air regulating valve 12 the pressure in the compressed air brake line 22 in such a way that a value corresponding to the deceleration default value for the braking device 26 generated braking force or braking deceleration is obtained. The connection line 48 and the compressed air regulating valve 12 are in 2 shown in dashed lines.

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 generates the pulse width modulated actuating signal 44 in this case also preferably in dependence on the actual value signal, which is the analog sensor 13 depending on the pressure in the compressed air brake line 22 supplies. For reasons of safety, the generated pulse-width-modulated actuating signal, or a digital value corresponding to this value, is in the control device 30 , from which the pulse width modulated actuating signal 44 is compared with the voltage value converted into a corresponding digital value for the actual value signal which is supplied by the analog sensor. If the deviation between the signals exceeds a predetermined value, the pulse-width-modulated actuating signal 44 by the control device 30 set to zero, so that at the input of the electro-pneumatic control valve 10 there is no signal, and hence the value of the pressure in the connection line 48 is lowered to 1 bar or 0 bar, which via the compressed air regulating valve 12 also a corresponding pressure drop in the compressed air brake line 22 is generated, which leads to an emergency braking maneuver. In this case, the pulse width PW of the pulse-width-modulated actuating signal 44 increased when the braking device 26 to be solved, and according to the control device 30 the smaller the larger the delay preset value on the potentiometer 36 is set.

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 3 dargestellt.An example of the dependence of the output pressure P _output in the connecting line 48 between the electro-pneumatic control valve 10 and the compressed air regulating valve 12 of the pulse width PW is in 3 shown.

Aus der Darstellung von 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 presentation of 4 can be further found that at a value of 1 volt at the signal input 40 the control device 30 adjacent, the delay preset value corresponding signal in the compressed air brake line 22 a pressure of 0 bar and at a value of 8 volts, a pressure of about 5.0 bar is provided to the braking device 26 acts and generates a corresponding braking force.

Wie 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 3S geöffnet werden kann. Die mechanische Verbindung zwischen dem Handhebel 38 und dem Schalter 50 ist durch die gestrichelte Linie 52 in 2 angedeutet. Der Schalter 50 kann beispielsweise ein Mikroschalter sein, der unmittelbar unter dem Handhebel 3S angeordnet ist, und der beim Umlegen des Handhebels 38 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.As 2 can still be seen, is within the connecting line 46 from the controller 30 to the electro-pneumatic control valve 10 an electrical switch 50 arranged mechanically by the hand lever 3S can be opened. The mechanical connection between the hand lever 38 and the switch 50 is through the dashed line 52 in 2 indicated. The desk 50 For example, it may be a microswitch immediately under the hand lever 3S is arranged, and when turning the hand lever 38 is mechanically activated in a position beyond the end position. By opening the switch 50 arises for example in a dangerous situation or in case of failure or snagging of the control device 30 for the driver of the two-way vehicle, the possibility of the pulse width modulated actuating signal 44 by opening the switch 50 set to zero, allowing the electropneumatic control valve 10 the pressure in the connecting line 48 to the compressed air regulating valve 12 , and this in turn the pressure in the compressed air brake line 22 also reduced to zero to the braking device 26 to carry out an emergency braking maneuver with a maximum delay with a pressure less than 3.1 bar, preferably 0 bar to apply.

PWPW: Pulsweitepulse width
P_Ausgang P _output: Druck am Ausgang des elektropneumatischen Regelventils 10 Pressure at the outlet of the electro-pneumatic control valve 10
P22P22: Druck in der Druckluft-Bremsleitungprint in the compressed air brake line
11: AnsaugfilterSuction
22: Kompressorcompressor
33: Druckreglerpressure regulator
44: Zweikammer-LufttrocknerDual-chamber air dryer
55: Luftbehälterair tank
66: Sicherheitsventilsafety valve
77: Manometermanometer
88th: Luftfilterair filter
99: Druckreglerpressure regulator
1010: elektropneumatisches Regelventilelectro-pneumatic control valve
1111: Drei-/ZweiwegeventilThird / two-way valve
1212: Druckluft-RegulierventilPneumatic control valve
1313: Analog-DrucksensorAnalog pressure sensor
1515: Notbremsventilemergency brake valve
1616: Ablasshahndrain cock
1818: Luftbehälterair tank
2222: Druckluft-BremsleitungCompressed air brake line
2424: Kupplungclutch
2626: Bremseinrichtungbraking means
3030: Steuerungseinrichtungcontrol device
3232: Not-Aus-SchalterEmergency switch
3434: Stromquellepower source
3636: Potentiometerpotentiometer
3838: Handhebelhand lever
4040: Signaleingangsignal input
4242: Steuerleitungcontrol line
4444: pulsweitenmoduliertes Stellsignalpulsewidth modulated actuating signal
4646: Zuleitungsupply
4848: Verbindungsleitungconnecting line
5050: Schalterswitch
100100: Erfindungsgemäße Waggon-BremsanlageInventive wagon brake system

Claims

Wagon brake system ( 100 ) in a two-way vehicle, with a compressed air actuated braking device ( 26 ), in which the braking effect increases with decreasing pressure (P22) of the compressed air, as well as with a pneumatically operated compressed air regulating valve ( 12 ), via which the pressure (P22) acting on the braking device ( 26 ) acting compressed air, characterized in that the compressed air regulating valve ( 12 ) fluidly ( 48 ) with the output of an electropneumatic control valve ( 10 ) and that a control device ( 30 ) is provided, which in dependence on a predetermined by the driver of the two-way vehicle deceleration default value, a pulse width modulated control signal ( 44 ), via which the electropneumatic control valve ( 10 ) is controlled in such a way that the deceleration of the two-way vehicle substantially corresponds to the predetermined deceleration default value.

Device according to Claim 1, characterized in that the control device ( 30 ) the pulse width (PW) of the pulse-width-modulated actuating signal ( 44 ) increases as the delay default value is increased.

Apparatus according to claim 2, characterized in that the pulse width at a pressure (P _output) of 6 bar at the output of the electro-pneumatic 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).

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

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

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 30 ) the pulse width modulated actuating signal ( 44 ) is monitored for the presence of a predetermined clock frequency, and the pulse width modulated actuating signal ( 44 ) is set to zero for the initiation of an emergency braking maneuver, when the predetermined value for the clock frequency is exceeded or undershot.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 30 ) the signal voltage of the pulse-width-modulated actuating 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 undershot.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electropneumatic control valve ( 10 ) with the compressed air regulating valve ( 12 ) via a compressed air line ( 48 ) and that the electropneumatic control valve ( 10 ) the size of the pressure (P _output ) at the output of the electro-pneumatic control valve ( 10 ) as a function of the width of the pulses (PW) of the supplied pulse-width-modulated actuating signal ( 44 ) regulates independently.

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

Device according to claim 9, characterized in that the potentiometer ( 36 ) by a hand lever ( 38 ) is operable in the cab of the two-way vehicle, and that in the electrical connection line ( 46 ) for the transmission of the pulse width modulated actuating signal ( 44 ) from the control device ( 30 ) to the electropneumatic control valve ( 10 ) an electrical switch ( 50 ) provided by the hand lever ( 38 ) is opened to initiate an emergency braking maneuver when it is moved to an emergency braking position.

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 electro-pneumatic control valve ( 10 ) can be manually interrupted to initiate an emergency braking maneuver.

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