DE19717556A1 - Bremssystem für eine Lokomotive - Google Patents
Bremssystem für eine LokomotiveInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bremssystem für eine Lokomotive gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem Bremssystem für eine Lokomotive ist es allgemein bekannt, eine Druck
lufterzeugungseinrichtung einzusetzen, welche direkt eine Hauptluftbehälterleitung
sowie über ein Zugbremsventil eine Hauptluftleitung speist. Die Hauptluftbehälterlei
tung dient zur Druckluftversorgung der direkten Bremse der Lokomotive (sogenannte
direkte Bremse) und zur Druckluftversorgung von Hilfsbetrieben der Lokomotive und
des Zugverbandes, beispielsweise pneumatischen Türöffnungseinrichtungen. Die
Hauptluftleitung dient zur Druckluftversorgung und Steuerung der Wagenbremsen
eines Zugverbandes und bei herkömmlichen Bremssystemen auch zum Steuern und
Betätigen der Lokomotivbremse (sogenannte indirekte Bremse). Dabei ist es übli
cherweise erforderlich, daß zur Ansteuerung einer Vielzahl von pneumatisch zu ak
tivierenden Funktionen der Lokomotive - wie beispielsweise die Ansteuerung der
Bremsen der Lokomotive (direkte Bremse), die Ansteuerung der indirekten Bremse,
die Ansteuerung der Federspeicherbremse, die Ansteuerung von Putzklötzen, die
Ansteuerung von Spurkranzschmierungen und die Ansteuerung zum Sanden - eine
Vielzahl von Druckluftleitungen in die Führerstände und Drehgestelle der Lokomoti
ve zu verlegen sind. Dies ist auf Grund des notwendigen Raumbedarfs, des Ge
wichts und der Kosten (hoher Montageaufwand) von Nachteil.
Aus dem Stand der Technik - beispielsweise DE 42 42 392 A1 - ist ein Bremssystem
für ein Schienenfahrzeug bekannt, das eine Reihe von bisher pneumatisch realisier
ten Funktionen auf elektrische Weise ausführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremssystem für eine Lokomotive der
eingangs genannten Art anzugeben, bei dem das elektrisch-pneumatische Steuer
system weiter vereinfacht ist und bei dem zusätzlich die Hilfsbetriebe der Lokomoti
ve im System integriert sind.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungs
gemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine
Verlegung von Druckluftleitungen in die Führerstände und Drehgestelle der Loko
motive für die Ansteuerung der direkten und indirekten Bremse, die Ansteuerung der
Federspeicherbremse, die Ansteuerung von Putzklötzen, die Ansteuerung von Spur
kranzschmierungen und die Ansteuerung zum Sanden nicht mehr erforderlich ist.
Jedes Drehgestell wird aus Sicherheitsgründen über zwei getrennte, mit der Haupt
luftbehälterleitung verbundene Druckluftleitungen versorgt, wobei die erste, die Lok-
Bremsventile speisende Druckluftleitung auch bei Ausfall der Hauptluftbehälterlei
tung noch über einen ausreichenden Druckluftvorrat verfügt, um eine Notbremsung
der Lokomotive einzuleiten. Die Ansteuerung der Federspeicherbremse, die An
steuerung von Putzklötzen, die Ansteuerung von Spurkranzschmierungen und die
Ansteuerung zum Sanden haben keinen Zugang zu diesem im Störfall wichtigen
Druckluftvorrat, da sie über die eigene, zweite Druckluftleitung direkt mit der
Hauptluftbehälterleitung verbunden sind.
Zur Ansteuerung der direkten und indirekten Bremse sowie der Federspeicherbrem
se, des Putzklotzes, der Spurkranzschmierung und der Einrichtung zum Sanden sind
lediglich elektrische Signalleitungen zwischen den Vorgabeeinrichtungen in den
Führerständen und der Bremssteuereinheit sowie zwischen der Bremssteuereinheit
und dem Zugbremsventil, den Lok-Bremsventilen und den Ansteuerungen erforder
lich. Derartige Signalleitungen sind wesentlich einfacher als Druckluftleitungen ver
legbar. Es ergibt sich eine wesentliche Kostenersparnis, insbesondere durch eine
vereinfachte Montage.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh
rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Prinzipbild des Bremssystems einer Lokomotive,
Fig. 2 die Verknüpfung einzelner Baukomponenten der Lokomotive mit einer
Sicherheitsschleife.
In Fig. 1 ist ein Prinzipbild des Bremssystems einer Lokomotive (Diesellokomotive
oder Elektrolokomotive) dargestellt. Pneumatische Leitungen sind dabei allgemein
als durchgezogene Linienzüge und elektrische Leitungen (Signalleitungen) als ge
strichelte Linienzüge dargestellt. Es ist eine Hauptluftbehälterleitung 1 zu erkennen,
die von einer Drucklufterzeugungseinrichtung 2 mit Kompressor, Sicherheitsventil,
Lufttrockner, Filter, Druckluftbehälter und Rückschlagventil gespeist wird. An die
Hauptluftbehälterleitung 1 sind über Kupplungsvorrichtungen die entsprechenden
Leitungen der einzelnen Wagen des Zugverbandes angeschlossen. Mit der Druck
lufterzeugungseinrichtung 2 ist ebenfalls ein Zugbremsventil 3 verbunden, das den
zur Steuerung der indirekten Bremse des Zugverbandes (Zugbremse) erforderlichen
Druck in einer Hauptluftleitung 4 einstellt. An die Hauptluftleitung 4 sind über Kupp
lungsvorrichtungen die entsprechenden Leitungen der einzelnen Wagen des Zug
verbandes angeschlossen. Bei Einstellung eines Druckes von üblicherweise von 5
bar sind die Zugbremsen vollständig gelöst, bei Einstellung eines Druckes von übli
cherweise zwischen 3,4 und 5 bar werden Teilbremsstufen der Zugbremse aktiviert
und bei einem Druck von üblicherweise unter 3,4 bar wird eine Notbremsung der
Zugbremse eingeleitet. Die indirekte Bremse auf der Lokomotive kommt durch eine
rein elektrische Ansteuerung des Lok-Bremsventils zur Wirkung.
An die Hauptluftbehälterleitung 1 sind die Bremseinrichtungen eines Drehgestelles
17 der Lokomotive über ein Rückschlagventil 5, ein Absperrventil 7 und eine Druck
luftleitung 24 angeschlossen. Ein Druckluftbehälter 6 gewährleistet die Einsatzfähig
keit der Bremseinrichtungen eines Drehgestells bei Ausfall der Hauptluftbehälterlei
tung 1. Mit dem Absperrventil 7 sind Lok-Bremsventile 8 bzw. 10 verbunden. Diese
Lok-Bremsventile 8 bzw. 10 stellen den mittels der Vorgabeeinrichtungen angefor
derten Bremszylinderdruck stufenlos ein. Jede direkte Bremse 9 bzw. 11 weist einen
Bremszylinder, eine Bremsscheibe und Bremsbacken oder auf Trommeln oder Rä
der wirkende Bremsklötze auf und dient zur Bremsung einer Achse des Drehgestells
17. Weist das Drehgestell mehr als zwei bremsbare Achsen auf, so sind entspre
chend weitere Lok-Bremsventile mit zugeordneten Bremsen vorgesehen.
Das Drehgestell 17 ist über eine weitere Druckluftleitung 25 mit der Hauptluftbehäl
terleitung 1 verbunden. Diese weitere Druckluftleitung 25 versorgt eine Ansteuerung
12 für die Federspeicherbremsen, eine Ansteuerung 13 für Putzklötze 15 und eine
Ansteuerung 14 für die Spurkranzschmierung 16. Die Federspeicherbremsen sind
integraler Bestandteil der Bremsen 9, 11 und werden im Bedarfsfall durch die An
steuerung 12 ausgelöst.
Vorstehend ist lediglich ein einziges Drehgestell der Lokomotive behandelt. Es ist
selbstverständlich, daß das mindestens eine weitere Drehgestell der Lokomotive in
gleicher Art und Weise ausgerüstet und in das Bremssystem der Lokomotive einge
bunden ist. Insbesondere weist jedes Drehgestell direkt zugeordnete Baukomponen
ten 5, 6, 7 auf.
Jedem Drehgestell sind Vorrichtungen 19 zum Sanden zugeordnet, die durch mit der
Hauptluftbehälterleitung 1 verbundene Ansteuerungen 18 aktiviert werden. Beide
können, falls zweckmäßig, auch im Drehgestell angeordnet sein.
Zur Aktivierung des Zugbremsventils 3, der Lok-Bremsventile 8,10 und der Ansteue
rungen 12, 13, 14, 18 dient eine zentrale Bremssteuereinheit 20. Dabei werden die
Ansteuersignale zweckmäßig über einen Bremsdatenbus 21 übertragen. Die
Bremssteuereinheit 20 ist eingangsseitig mit den vom Lokführer bedienbaren Vorga
beeinrichtungen 22 des Führerstandes verbunden, wie Fahr/Bremsschalter zur Vor
gabe von Geschwindigkeit, Drehmoment bzw. Bremskraft, Bremshebel für die direk
te Bremse (Lokomotivbremse), Bremshebel für die indirekte Bremse (Zugbremse),
Einrichtung zur Vorgabe der Bremsart (elektrische Bremse, mechanisch/pneu
matische Bremse, gleichzeitiges Zusammenwirken von elektrischer und mechani
scher Bremse) und Einrichtungen zur Vorgabe "Federspeicherbremsen aktivieren"
"Putzklötze aktivieren", "Spurkranzschmierungen aktivieren" und "Sanden aktivie
ren".
Die Bremssteuereinheit 20 empfängt eingangsseitig des weiteren Signale einer Ein
richtung 23 zur Erfassung von sich aus dem aktuellen Betrieb des Zugverbandes
ergebenden Größen, wie beispielsweise Signale betreffend die Art des Zuges
(Güterzug, Personenzug, Personenschnellzug, Länge und Masse des Zuges), Si
gnale betreffend die Geschwindigkeit des Zuges und Signale betreffend die aktuelle
Bremsart. Diese Signale sind beispielsweise über einen mit dem Zugsteuergerät
verbundenen Multifunktionsvehikelbus (Fahrzeugbus) übertragbar.
Von Wichtigkeit ist es, daß sowohl das Zugbremsventil 3 als auch die Lok-
Bremsventile 8, 10 nach dem Ruhestromprinzip arbeiten, d. h: das Zugbremsventil 3
entlüftet die Hauptluftleitung, sobald eine Störung der speisenden Spannung auftritt,
bzw. die Lok-Bremsventile 8, 10 belüften die Bremszylinder, sobald eine Störung der
speisenden Spannung auftritt. Durch die Entlüftung bzw. Belüftung wird zwangsläu
fig eine Notbremsung ausgelöst.
Von Wichtigkeit ist es auch, daß der Bremssteuereinheit 20 Informationen einge
speichert sind, welche eine Verknüpfung von Signalen der Vorgabeeinrichtung 22
und Signalen der Einrichtung 23 bewirken. Beispielsweise wird die vom Lokführer
vorgegebene Bremsanforderung in Relation zur momentanen Geschwindigkeit ge
setzt, um eine Überbeanspruchung der Bremsen zu verhindern und einen
"pneumatischen Gleitschutz" zu gewährleisten (Regelung des Bremszylinderdruckes
unter Berücksichtigung des pneumatischen Gleitschutzes). Des weiteren gibt die
Bremssteuereinheit 20 den Zeitgradienten des Druckaufbaues bei den Lok-
Bremsventilen 8, 10 in Abhängigkeit der Länge, der Masse und der Art des Zuges
vor.
In Fig. 2 ist die Verknüpfung der einzelnen Baukomponenten der Lokomotive mit
einer Sicherheitsschleife gezeigt. In Form einer ringförmigen Serienschaltung sind
dabei die Bremssteuereinheit 20, das Zugsteuergerät 26, die beiden vom Lokführer
bedienbaren Vorgabeeinrichtungen (Notbremsventile) 22, 27, die beiden Zwangs
bremsventile 31, 32 sowie die Lok-Bremsventile in den beiden Drehgestellen 17, 28
über eine Sicherheitsschleife 29 und eine Überwachungseinheit 30 miteinander ver
bunden. Die Überwachungseinheit 30 speist permanent einen Strom in die Sicher
heitsschleife 29 und überwacht den Stromfluß. Über die seriengeschalteten, den
einzelnen Baukomponenten zugeordneten und durch diese ansteuerbaren - d. h. im
Falle einer Störung zu öffnenden - Relaiskontakte ist angedeutet, daß die Sicher
heitsschleife 29 bei Störung einer Baukomponente aufgetrennt wird. Folglich reißt
der Stromfluß durch die Sicherheitsschleife ab und die Überwachungseinrichtung 30
löst eine Notbremsung aus, indem die Lok-Bremsventile in den Drehgestellen 17, 28
im spannungslosen Zustand den maximalen Bremszylinderdruck einspeisen und die
Zwangsbremsventile 31, 32 die Hauptluftleitung 4 schnellstmöglich entlüften
(Ruhestromprinzip).
Zur Sicherheit stellen die Lok-Bremsventile in den Drehgestellen 17, 28 auch dann
den maximalen Bremszylinderdruck ein und entlüften die Zwangsbremsventile 31,
32 die Hauptluftleitung 4 (und lösen hierdurch eine Notbremsung aus), wenn sie von
der Spannungsversorgung abgetrennt sind, beispielsweise bei Kabelbruch oder ei
ner Störung der Spannungsversorgung der Lokomotive.
Claims (3)
1. Bremssystem für eine Lokomotive mit einer Hauptluftbehälterleitung (1),
welche von einer Drucklufterzeugungseinrichtung (2) gespeist wird, und mit einer
Hauptluftleitung (4), welche über ein Zugbremsventil (3) von der Drucklufterzeu
gungseinrichtung (2) gespeist wird, dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Drehgestell (17, 28) zwei Druckluftleitungen zugeführt sind, näm lich eine erste Druckluftleitung (24), welche über ein Absperrventil (7), ein Rück schlagventil (5) und einen Druckluftbehälter (6) mit der Hauptluftbehälterleitung (1) verbunden ist und welche die Lok-Bremsventile (8, 10) zur Beaufschlagung von Bremsen (9, 11) des Drehgestells speist,
und eine zweite Druckluftleitung (25), welche direkt mit der Hauptluftbehäl terleitung (1) verbunden ist und welche eine Ansteuerung (12) für die Federspei cherbremse und/oder eine Ansteuerung (13) für den Putzklotz (15) und/oder eine Ansteuerung (14) für die Spurkranzschmierung (16) speist,
wobei die Ansteuerung des Zugbremsventils (3), der Lok-Bremsventile (8, 10) sowie die Aktivierung der Ansteuerung (12) für die Federspeicherbremse und/oder der Ansteuerung (13) für den Putzklotz (15) und/oder der Ansteuerung (14) für die Spurkranzschmierung (16) über eine zentrale, elektronische Bremssteuerein heit (20) und einen Bremsdatenbus (21) erfolgt,
und der Bremssteuereinheit (20) Signale der vom Lokführer bedienbaren Vorgabeeinrichtungen (22, 27) und Signale einer Einrichtung (23) zur Erfassung von sich aus dem aktuellen Betrieb ergebenden Größen - wie Art, Länge und Masse des Zuges, Geschwindigkeit und Bremsart - eingangsseitig vorliegen.
daß jedem Drehgestell (17, 28) zwei Druckluftleitungen zugeführt sind, näm lich eine erste Druckluftleitung (24), welche über ein Absperrventil (7), ein Rück schlagventil (5) und einen Druckluftbehälter (6) mit der Hauptluftbehälterleitung (1) verbunden ist und welche die Lok-Bremsventile (8, 10) zur Beaufschlagung von Bremsen (9, 11) des Drehgestells speist,
und eine zweite Druckluftleitung (25), welche direkt mit der Hauptluftbehäl terleitung (1) verbunden ist und welche eine Ansteuerung (12) für die Federspei cherbremse und/oder eine Ansteuerung (13) für den Putzklotz (15) und/oder eine Ansteuerung (14) für die Spurkranzschmierung (16) speist,
wobei die Ansteuerung des Zugbremsventils (3), der Lok-Bremsventile (8, 10) sowie die Aktivierung der Ansteuerung (12) für die Federspeicherbremse und/oder der Ansteuerung (13) für den Putzklotz (15) und/oder der Ansteuerung (14) für die Spurkranzschmierung (16) über eine zentrale, elektronische Bremssteuerein heit (20) und einen Bremsdatenbus (21) erfolgt,
und der Bremssteuereinheit (20) Signale der vom Lokführer bedienbaren Vorgabeeinrichtungen (22, 27) und Signale einer Einrichtung (23) zur Erfassung von sich aus dem aktuellen Betrieb ergebenden Größen - wie Art, Länge und Masse des Zuges, Geschwindigkeit und Bremsart - eingangsseitig vorliegen.
2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Bremssteuereinheit (20) Informationen eingespeichert sind, welche eine Verknüp
fung von Signalen der Vorgabeeinrichtungen (22, 27) und Signalen der Einrichtung
(23) zur Erfassung von sich aus dem aktuellen Betrieb ergebenden Größen bewir
ken.
3. Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bremssteuereinheit (20), ein Zugsteuergerät (26), die Vorgabeeinrichtungen (22, 27)
in den Führerständen und die Drehgestelle (17, 28) über eine Sicherheitsschleife
(29) miteinander verknüpft sind, wobei bei Störung einer dieser Baukomponenten
eine Auftrennung der Sicherheitsschleife erfolgt, worauf mittels einer Überwa
chungseinheit (30) Maßnahmen zur Notbremsung einleitbar sind.
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