DE4311017B4

DE4311017B4 - Einrichtung zur Einstellung der Bremskraft an Bremsscheiben für Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE4311017B4
Application number: DE19934311017
Authority: DE
Inventors: Mahmud Dipl.-Ing. Keschwari-Rasti
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: KNORR-BREMSE SYSTEME FUER SCHIENENFAHRZEUGE GMBH, 8
Priority date: 1992-12-09
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2013-04-01
Also published as: DE4311017A1

Abstract

Einrichtung zur Einstellung der Bremskraft an Schienenfahrzeugen gemäß Anspruch 1 des Patents 42 42 392, wobei Sollwertsignale über einen Fahrzeug-Bus und/oder eine Pulsbreitensteuerung und/oder als ein über eine Hauptluft-Leitung (71) pneumatisch schaltbares Bremssignal mittels eines an die Hauptluft-Leitung (71) angeschlossenen PU-Wandlers (72) auf die Bremssteuerung (13) zur Verarbeitung leitbar sind.

Description

Im Hauptpatent wird von einer Einrichtung zur Einstellung der Bremskraft an Schienenfahrzeugen ausgegangen, bei der eine jedem Schienenfahrzeug zugeordnete Hauptbehälter-Luftleitung über ein steuer- und/oder regelbares Ventilsystem an einen Bremszylinder geführt ist, der mit einem Gestängesteller versehen ist und dessen an eine Kolbenstange angeschlossenes Bremsgestänge mittels zwei gegenläufiger Bremsbacken mit einer auf der Achse der Radpaare befestigten Bremsscheibe zusammenwirkt, wobei Sollwert-Signale über einen Fahrzeug- BUS und/oder eine Pulsbreitensteuerung an eine Bremssteuerung zur Verarbeitung leitbar sind und die Bremssteuerungs-Signale mittels Leitungen auf das Ventilsystem schaltbar sind, wobei in dem Bremsgestänge ein Bremsmomentaufnehmer für die Messung von Dehnungs-, Zug- oder Biegekräften und zur Umwandlung in ein elektrisches Meßsignal angeordnet ist, die Meßsignale an die Bremssteuerung weiterleitbar und mit über den Fahrzeug-BUS enthaltenen Sollwert-Signalen eines Sollwert-Potentiometers vergleichbar sind und das Differenzwert-Sollsignal über das Ventilsystem an den Bremszylinder weiterleitbar ist zur Änderung des Bremsmomentes an dem Bremsbackenpaar.
Damit wird die Aufgabe gelöst, nicht nur ein genaues Messergebnis für die Bremskraft zu erzielen, sondern gleichzeitig eine Korrektur einer vom Sollwert abweichenden Bremskraftgröße vornehmen zu können.
Eine solche Einrichtung ist an und für sich für Schienenfahrzeuge mit einem Fahrzeug-BUS vorgesehen. In älteren Fahrzeugtypen ist jedoch die Anwendung einer solchen vollständigen Einrichtung nicht möglich.
Um die Erfindung nach dem Hauptpatent auch für Züge einsetzen zu können, die einen sogenannten Mischverkehr bilden, das heißt aus Schienenfahrzeugen neuerer und älterer Bauart bestehen, ist es notwendig, das Bremssignal anderweitig auf die Bremssteuerung zu übertragen.

Aus der DE 28 40 262 C2 ist bekannt, das Sollwert-Signal einer Hauptluft-Leitung (HL) zu entnehmen. Das insoweit pneumatische Signal wird mittels eines PU-Wandlers in ein elektrisches Signal für die Bremssteuerung umgewandelt. Die vorstehend aufgezeigte, durch den Mischverkehr verursachte Problemstellung tritt hier jedoch nicht auf, da das Bremssignal rein pneumatisch vorgegeben wird.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, die Erfindung des Hauptpatentes auch auf Schienenfahrzeuge ohne einen eigenen Fahrzeug-BUS übertragen zu können.

Die gestellte Aufgabe wird durch diEinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Der Vorteil liegt darin, dass die Erfindung nicht nur auf Schienenfahrzeuge neueren Herstelldatums sondern auch auf ältere Schienenfahrzeuge anwendbar ist, so dass auch die älteren Schienenfahrzeuge mit diesem System ausgerüstet werden können.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in jedem einzelnen Fahrzeug ein mittels einer Druckluftleitung angeschlossener PU-Wandler bzw. mittels elektrischer Leitungen an die Bremssteuerung angeschlossen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Funktions- und Blockschaltbild der Gesamteinrichtung.
Ein auf Schienen laufendes Räderpaar 1a, 1b ist auf der Achse 2 gelagert, die auch eine Bremsscheibe 3 trägt. An den Seitenflächen der Bremsscheibe 3 greift symmetrisch ein Bremsbackenpaar 4a, 4b an, das mittels eines Bremsgestänges 5 mit einer Querstange 6 und einem zweiarmigen Hebel 7 an die Kolbenstange 8 angelenkt ist. Die Kolbenstange 8 nimmt auch einen Gestängesteller 9 auf, der das Bremsspiel ausschaltet. Die Kolbenstange 8 bzw. der Gestängesteller 9 sind in dem Bremszylinder 10 geführt. Innerhalb des Bremsgestänges 5 ist ein Bremsmomentaufnehmer 11 eingeschaltet, der z.B. eine Kraft (Dehnungskraft, Zugkraft, Biegekraft, Druckkraft u.dgl.) in ein elektrisches Signal umformt. Der Bremsmomentaufnehmer 11, der z.B. aus einem Dehnungsmeßstreifen besteht, ist über eine Verbindung 12 an eine Bremssteuerung 13 angeschlossen.
Die Bremssteuerung 13 kommuniziert über einen Verbindungs-Bus 14 mit einem Fahrzeug-Bus 15, der an den Datenbus 16 eines Führerstandes 17, z.B. einer Lokomotive, ankoppelbar ist.
Der Führerstand 17 weist neben einem Sollwert-Potentiometer 18 ein mit dem Datenbus 16 verbundenes Elektronik-Diagnose-Gerät 19, einen über einen weiteren Datenbus 20 angeschlossenen Monitor 21 auf. Die Sollwert-Signale des Sollwert-Potentiometers 18 gelangen von dem Elektronik-Diagnose-Gerät 19 über eine zweite redundante Verbindung 24 (jeweils gestrichelte Linie) als Pulsbreitensteuerung 22, Pulsbreitenänderung 23 über eine Kopplung 25 in die Bremssteuerung 13 und von dieser zu einem Elektromagneten 26 eines Proportional-Ventils 27. Dieses ist durch eine Leitung 28 an eine Hauptbehälterluftleitung 29 unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 30, eines Absperrventils 31 und eines Vorratsbehälters 32 angeschlossen.
Ein Wegeventil 33 ist an die Leitung 28 unter Zwischenschaltung eines Notdruckventils 34 über eine Leitung 35 angeschlossen. von dem Wegeventil 33 sind eine Leitung 36 an das Proportional-Ventil 27 und eine Leitung 37 an ein Belüftungsventil 38 und ein Entlüftungsventil 39 geführt. Der Elektromagnet 33a des Wegeventils 33 ist ferner durch eine dritte Verbindung 40 an ein Logikelement 41 signalmäßig angeschlossen, das ebenfalls signalmäßig durch eine vierte Verbindung 42 mit der Bremssteuerung 33 zusammenwirkt.
Der Bremszylinder 10 steht sodann durch eine Leitung 43 und durch eine Leitung 44 mit einem Druckumsetzer 45 in Verbindung. Die bis hier beschriebene Einrichtung bewirkt, daß der in dem Bremsgestänge 5 (bzw. in dem zweiarmigen Hebel 7) eingeschaltete Bremsmomentaufnehmer 11 die tatsächliche Bremskraft mißt, daß die gemessene Bremskraft mit dem Bremskraft-Sollwert des Sollwert-Potentiometers 18 in der Bremssteuerung 13 verglichen wird und daß analog zu dem ermittelten Differenzwert der Druck in dem Bremszylinder 10 verändert, d.h. erhöht oder reduziert wird. Bei überschüssiger Bremskraft wird der Bremszylinderdruck soweit reduziert, daß der angepaßte Bremszylinderdruck dem jeweils aktuellen Haftreibungsbeiwert zwischen Rad 1a, 1b und der Schiene entspricht.
Im Führerhaus 17 sind weiterhin an das Elektronik-/Diagnose-Gerät Zusatzfunktionen 46, wie z.B. für Notbremsungen, Zielbremsungen, automatische Fahr- und Bremssteuerung, Linienzug-Beeinflussung, Zugartwechsel, lastabhängige Bremsung, Schnellbremsung, Magnetschienenbremse, Bremsbeschleunigung, Lösebeschleunigung u.dgl. vorgesehen. Außerdem können über ein Gerät 47 die tatsächlichen Bewegungsparameter in das Elektronik-/Diagnose-Gerät 19 eingespeist und dort verarbeitet werden.
An den Fahrzeugbus 15 ist ein Diagnose-System 48 für einen weiteren Verbindungs-Bus 49 an den Datenfluß angeschlossen, ebenso ein zweiter Monitor 50. Das Diagnosesystem 48 ist ferner an den Fahrzeug-Hus 15 angeschlossen, die an die zweite Verbindung 24 ankoppelbar ist. Von der Fahrzeug-Verbindung 51 verläuft außerdem eine Signalleitung 52 für die Pulsbreitensteuerung 22 (VÖV-Signale betreffend eine Bremswertvorgabe). Das Diagnose-System 48 überprüft die gesamte Peripherie und leitet die Signalwerte über den Fahrzeug-Hus 15 in den Führerstand 17. Eine Signalleitung 52 ist von der Fahrzeug-Verbindung 51 auch zur Bremssteuerung 13 geführt.
Das Diagnose-System 48 erhält auch Signale über eine fünfte Verbindung 53 vom Bremsmomentaufnehmer 11 und gibt Signale über ein sechste Verbindung 54 an das Logik-Element 41 weiter.
Als weiteres System ist ein Gleitschutzgerät 55 über einen Minidaten-Bus 56 sowohl mit der Bremssteuerung 13 als auch mit dem Diagnose-System 48 als auch mit einer Roll-Überwachung 57 verbunden. Das Gleitschutzgerät 55 ist außerdem direkt mit der Bremssteuerung 13 mittels einer Leitung 58 und mit dem Diagnose-System 48 verbunden. Außerdem führt eine Leitung 59 zu einem weiteren Logik-Element 60, das den Elektromagneten 61 der Belüftungs- und Entlüftungsventile 38 und 39 steuert.
Eine weitere Logik-Element-Leitung 64a ist von der Roll-Überwachung 57 an das Logik-Element 60 geführt.
Tatsächliche Fahrdaten werden von einem auf der Achse 2 sitzenden umlaufenden Polrad 62 und einem Impulsgeber 63 durch eine Signalleitung 64 über Abzweigleitungn 65 und 66 in das Gleitschutzgerät 55 und gleichzeitig in die Roll-Überwachung 57 geleitet.
Außerdem ist von der Lasterfassung 67 über eine Leitung 67a eine unmittelbare Verbindung zur Bremssteuerung 13 geschaffen. Ebenso besteht eine solche unmittelbare Verbindung von der Bremsarten-Erfassung 68 über eine oder mehrere Leitungen 68a.
Das Diagnose-System 48 wird ferner über eine Steuerleitung 69 mit den Signalen des Druck-Umsetzers 4S versorgt, wobei diese Signale über die Leitung 58 ebenfalls in das Gleitschutzgerät 55 geführt sind.
Die weitere Ausgestaltung des älteren Schienenfahrzeuges besteht darin, daß das über eine Hauptluft-Leitung 71 pneumtisch schaltbare Bremssignal mittels eines an die Hauptluft-Leitung 71 angeschlossenen PU-Wandlers 72 auf die Bremssteuerung 13 übertragbar ist. In jedem einzelnen Schienenfahrzeug ist ein mittels einer Druckluftleitung 73 angeschlossener PU-Wandler 72 mittels elektrischer Leitungen 74 an die Bremssteuerung 13 angeschlossen.

1a: Radpaar
1b: Radpaar
2: Achse
3: Bremsscheibe
4a: Bremsbackenpaar
4b: Bremsbackenpaar
5: Bremsgestände
5a: Gelenklagerstelle
6: Querstange
7: Hebel, zweiarmig
8: Kolbenstange
9: Gestängesteller
10: Bremszylinder
11: Bremsmomentaufnehmer
12: erste Verbindung
13: Bremssteuerung
14: Verbindungs-Bus
15: Fahrzeug-Bus
16: erster Datenbus
17: Führerstand
18: Sollwert-Potentiometer
19: Elektronik-/Diagnose-Gerät
20: zweiter Datenbus
21: erster Monitor
22: Pulsbreitensteuerung
23: Pulsbreitenänderung
24: zweite Verbindung
25: Kopplung
26: Elektromagnet
27: Proportionalventil
28: Leitung
29: Hauptbehälterluftleitung
30: Rückschlagventil
31: Absperrventil
32: Vorratsbehälter
33: Wegeventil
33a: Elektromagnet
34: Notdruckventil
35: Leitung
36: Leitung
37: Leitung
38: Belüftungsventil
39: Entlüftungsventil
40: dritte Verbindung
41: Logikelement
42: vierte Verbindung
43: Leitung
44: Leitung
45: Druck-Umsetzer
46: Zusatzfunktionen
47: Gerät
48: Diagnose-System
49: Verbindungs-Bus
50: zweiter Monitor
51: Fahrzeug-Verbindung
52: Signalleitung
53: fünfte Verbindung
54: sechste Verbindung
55: Gleitschutzgerät
56: interner Datenbus
57: Roll-Überwachung
58: Redundanz-Leitung
59: Redundanz-Leitung
60: Logik-Element
61: Elektromagnet
62: Polrad
63: Impulsgeber
64: Signalleitung
64a: Steuerleitung
65: Abzweigleitung
66: Abzweigleitung
67: Lasterfassung
67a: Leitung
68: Bremsarten-Erfassung
68a: Leitung
69: Steuerleitung
71: Hauptluft-Leitung
72: PU-Wandler
73: Druckluftleitung
74: elektrische Leitung

Claims

Einrichtung zur Einstellung der Bremskraft an Schienenfahrzeugen gemäß Anspruch 1 des Patents 42 42 392, wobei Sollwertsignale über einen Fahrzeug-Bus und/oder eine Pulsbreitensteuerung und/oder als ein über eine Hauptluft-Leitung (71) pneumatisch schaltbares Bremssignal mittels eines an die Hauptluft-Leitung (71) angeschlossenen PU-Wandlers (72) auf die Bremssteuerung (13) zur Verarbeitung leitbar sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem einzelnen Schienenfahrzeug bei Mischverkehr ein mittels einer Druckluftleitung (73) angeschlossener PU-Wandler (72) mittels elektrischer Leitungen (74) an die Bremssteuerung (13) angeschlossen ist.