DE19752655A1 - Hydraulische Bremsanlage mit einer Gleitschutzeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage für Schienenfahrzeuge mit einer Gleitschutzeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Gleitschutzeinrichtung für hydraulische Bremsen sind gemäß UIC-Blatt 541-05 für zahlreiche Schienenfahrzeuge vorgeschrieben. Die Gleitschutzeinrichtung soll beim Bremsen das Blockieren der Radsätze verhindern und dadurch Laufflächenschäden vermeiden. Bei einem soge­ nannten "Masse-Gleitschutz" wird bei Überschreiten eines Grenzwertes einer Radumfangsverzögerung ein Bremszylinder ganz oder teilweise über ein Auslaßventil entlüftet und wieder belüftet. Bei einem "Mikro­ prozessor-Gleitschutz" wird der Schlupf von Radsätzen bei ungenügendem Kraftschlußwert zwischen Rad und Schiene geregelt. Dazu werden die Geschwindigkeiten aller Räder einer Fahrzeugeinheit über Drehzahlgeber erfaßt und hieraus durch den Mikroprozessor die tat­ sächliche Zuggeschwindigkeit berechnet und ein durch eine Bremssteuerung vorgegebener Zylinderdruck mittels einzelner Gleitschutzventile achs- oder drehgestellwei­ se reduziert.

Da die bisher bekannten stufigen Gleitschutzsysteme nur ein Gleitschutzventil zum Druckabsenken aufweisen, dauert ein erneuter Aufbau verhältnismäßig lange, so daß sich keine optimalen Ergebnisse hinsichtlich Brems­ weg und Blockierschutz erreichen lassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bekannte Gleitschutzein­ richtungen so zu verbessern, daß eine Bremswegreduzie­ rung ermöglicht und ein Blockieren der Räder sicher verhindert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 ange­ gebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprü­ chen zu entnehmen.

Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, einen Krafterzeuger zur Betätigung einer Bremse an eine Abzweigstelle zwischen zwei miteinander verbundenen Gleitschutzventilen anzuschließen. Ein erstes Gleit­ schutzventil ist mit einer Vorrichtung zur Vorgabe eines Bremsdrucks verbunden, die durch eine Pumpe mit einer Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird und das zweite Gleitschutzventil ist mit einer in einen Flüs­ sigkeitsbehälter mündenden Rücklaufleitung verbunden, wodurch sich ein geschlossener Hydraulikkreislauf er­ gibt.

Sind beispielsweise beide Ventile stromlos, so baut sich im Hydraulikkreislauf ein Druck auf, der gehalten wird, wenn das erste Ventil offen und das zweite ge­ schlossen ist und der sich abbaut, wenn beide Ventile offen sind. Ist ein vorgegebener Bremszylinderdruck zu groß, so kann das erste Ventil geschlossen und das zweite geöffnet werden, wodurch es möglich ist, daß sich im Hydrauliksystem ein Druck aufbaut, während der Bremszylinder entlastet wird. Wird nun das zweite Ventil wieder geschlossen und das erste geöffnet, so kann sich der im System angestaute Druck sehr schnell bis zum Bremszylinder "fortpflanzen". Durch Anbringen der Ventile in der Nähe des Bremszylinders lassen sich die Leitungslängen zwischen den Ventilen und dem Brems­ zylinder minimieren und die Druckfortpflanzungszeit weiter verringern.

Vorzugsweise werden die beiden Ventile durch eine Gleitschutzelektronik angesteuert, der durch einen oder mehrere Radsignalgebern Radsignale zugeführt werden. Solche Radsensoren sind preisgünstige Massen­ bauteile.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Abzweig­ stelle zwischen zwei Gleitschutzventilen mit einem oder mehreren an einer Achse des Schienenfahrzeugs ange­ brachten Bremskrafterzeugern verbunden. Alternativ dazu ist es auch möglich, die Abzweigstelle mit Bremskraft­ erzeugern eines ganzen Drehgestells zu verbinden, wodurch sich die Anzahl der zur Gleitschutzüberwachung eines ganzen Zuges erforderlichen Bauelemente weiter reduzieren läßt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Hydraulikschaltplan einer Bremsanlage mit einer Gleitschutzeinrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Bremsanlage mit einem Bremszylinder 1, mit einer Bremsdruckvorgabeeinrichtung 2, einem ersten und einem zweiten elektronisch ansteuerbaren Gleitschutzventil 3 bzw. 4. In den gezeigten Stellungen ist das Gleitschutzventil 3 offen und das Ventil 4 geschlossen. Die Gleitschutzventile 3 und 4 sind über elektrische Steuerleitungen 5 bzw. 6 mit einer Gleit­ schutzelektronik 7 verbunden. Ferner liegen beide Gleitschutzventile 3 und 4 an einem gemeinsamen Span­ nungspotential 8. Zur Steuerung der Gleitschutzventile 3 und 4 werden der Gleitschutzelektronik 7 über einen Radsignalgeber 9 Raddrehzahlsignale oder Radbeschleu­ nigungssignale zugeführt. Die beiden Gleitschutzventi­ le 3 und 4 sind über eine Verbindungsleitung 10 mitein­ ander verbunden. Die Verbindungsleitung 10 weist eine Abzweigung 11 auf, die über einen Druckschlauch 12 mit dem Bremszylinder 1 verbunden ist.

Die Bremsdruckvorgabeeinrichtung 2 weist einen Betäti­ gungshebel 13 zur Betätigung eines Betätigungszylinders 14 auf, der mit einem Hydrowandler 15 verbunden ist. Der Hydrowandler 15 wandelt das von einem Fahrer über den Betätigungshebel 13 vorgegebene analoge Signal der Hebelstellung in einen entsprechenden Druck um, der über eine Leitung 16 dem ersten Gleitschutzventil 3 zugeführt wird. Über eine Leitung 17 wird der Hydro­ wandler 15 von einer durch einen Motor 18 angetriebenen Pumpe 19 mit Öl versorgt. Zwischen der Pumpe 19 und dem Hydrowandler 15 ist ein Speicher 25 zur Speicherung von Druckenergie angeschlossen. Die Pumpe 19 saugt über eine Ansaugleitung 20 Öl aus einem Ölbehälter 21 an. Das angesaugte Öl strömt über den Hydrowandler 15, die beiden Gleitschutzventile 3 und 4 und eine Leitung 22 zurück in den Ölbehälter 21. Mögliche Strömungsrichtun­ gen des Öls in der Bremsanlage sind durch Pfeile 23 angezeigt.

Im Normalzustand sind beide Gleitschutzventile nicht angesteuert, d. h. das Gleitschutzventil 3 ist geöffnet und das Gleitschutzventil 4 abgesperrt. Der Betäti­ gungszylinder 1 wird mit dem Druck des Hydrowandlers 15 beaufschlagt. Ist der Druck bzw. das entsprechende Bremsmoment höher als das zwischen Rad und Schiene übertragbare Bremsmoment (bei red. Haftwert), dann setzt das Rad (Achse) zum Blockieren an. Nach Erreichen eines bestimmten Schlupfes (bzw. Verzögerung) wird die Bremskraft reduziert durch Ansteuern beider Gleit­ schutzventile. Die Bremskraft wird so gesteuert, daß ein Schlupf aufrechterhalten wird, der eine maximale Kraftübertragung (Rad/Schiene) gewährleistet. Der Druckaufbau kann gestuft (langsam) oder ungestuft (schnell) erfolgen, je nach Haftwertschwenkung (Rad/Schiene). Je schneller der Bremszylinder 1 mit Druck beaufschlagbar und entlastbar ist, desto kürzer wird der benötigte Bremsweg und um so geringer ist die Blockiergefahr.

Alternativ zu dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, an die Abzweigung 11 mehrere Bremszylin­ der 1 anzuschließen. Ferner ist es möglich, an den Hydrowandler 15 parallel mehrere aus ersten und zweiten Gleitschutzventilen 3 und 4 sowie zugeordneten Bremszy­ lindern 1 bestehende "Bremsgruppen" anzuschließen, die jeweils mit einer zentralen oder mehreren separaten Gleitschutzelektroniken 7 verbunden sind. Bei einer derartigen Anordnung ist, ähnlich wie bei pneumatischen Bremssystemen, eine Druckvorgabe durch einen einzigen Hydraulikwandler 15 (ein Bremskreis) möglich und eine Gleitschutzauslösung kann lokal, d. h. drehgestell- oder achsweise, erfolgen.

Mit dieser Ventilanordnung ist auch für "Low-Cost"- Hydrobremssteuerungen eine optimale Gleitschutzfunktion realisierbar. Zusätzlich läßt sich eine "Notlöse­ funktion" durch stetiges Ansteuern der Gleitschutzven­ tile 3 und 4 realisieren, wobei dies durch gleichzeiti­ ges Ansteuern der Ventile 3 und 4 erfolgt, so daß das Ventil 3 absperrt und das Ventil 4 öffnet und Druck im Bremszylinder 1 abgebaut wird.

Claims (8)

1. Hydraulische Bremsanlage für Schienenfahrzeuge mit einer Gleitschutzeinrichtung, wobei die Bremsanla­ ge eine Bremsdruckvorgabeeinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang (16) der Bremsdruckvorgabeeinrich­ tung (2) mit einem ersten elektronisch ansteuer­ baren Gleitschutzventil (3) verbunden ist, das ei­ nen Ausgang aufweist, der über eine Verbindungs­ leitung (10) mit einem zweiten elektrisch ansteu­ erbaren Gleitschutzventil (4) verbunden ist, wobei die Verbindungsleitung (10) eine Abzweigstelle (11) aufweist, die mit einem Bremskraft­ erzeuger (14) zum Betätigen einer Bremse verbunden ist, wobei die Gleitschutzventile (3, 4) in einer ihrer Stellungen abgesperrt und in einer anderen Stellung offen sind.

2. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Gleitschutzventil (3, 4) durch eine Gleitschutzelektronik (7) angesteu­ ert werden.

3. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschutzelektronik (7) mit einem oder mehreren Radsignalgeber (9) verbunden ist und ein von diesem geliefertes Radbewegungssignal verar­ beitet.

4. Hydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigstelle (11) mit mehreren Bremskraf­ terzeugern (1) verbunden ist, die einem Drehge­ stell eines Schienenfahrzeugs zugeordnet sind.

5. Hydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprü­ che bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigstelle (11) mit mehreren Bremskraf­ terzeugern (1) verbunden ist, die einer Achse ei­ nes Schienenfahrzeugs zugeordnet sind.

6. Hydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprü­ che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer einzigen Bremsdruckvorgabeeinrich­ tung (2) mehrere erste und zweite Gleitschutzven­ tile (3, 4) sowie zugeordnete Bremskrafterzeuger (1) verbunden sind.

7. Hydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprü­ che 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdruckvorgabeeinrichtung (2) einen Hydrowandler (15) aufweist.

8. Hydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprü­ che 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsdruckvorgabeeinrichtung (2) über eine durch einen Motor (18) angetriebene Pumpe (19) Hy­ draulikflüssigkeit zugeführt wird, wobei die Hy­ draulikflüssigkeit aus einem Flüssigkeitsbehälter (21) angesaugt wird, in den eine mit einem zweiten Gleitschutzventil (4) verbundene Leitung (22) mün­ det.