EP1396375A1 - Steuervorrichtung zum Antrieb und Bremsen eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Schienenfahrzeugs - Google Patents

Steuervorrichtung zum Antrieb und Bremsen eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Schienenfahrzeugs Download PDF

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EP1396375A1 EP02019600A EP02019600A EP1396375A1 EP 1396375 A1 EP1396375 A1 EP 1396375A1 EP 02019600 A EP02019600 A EP 02019600A EP 02019600 A EP02019600 A EP 02019600A EP 1396375 A1 EP1396375 A1 EP 1396375A1
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    • Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
    • Y10T74/20238—Interlocked

Definitions

  • the invention relates to the field of control technology and to a control device for driving and braking a vehicle, preferably a rail vehicle.
  • Such devices are generally known.
  • Rail vehicles are setpoints for a drive Operating lever manually specified by a measuring unit in electrical Signals converted and transmitted to a drive control.
  • the Drive control forms a control system together with a drive, which, for example, in accordance with the specified setpoint Speed or a driving force of the vehicle or a braking force established.
  • it is possible and desirable Calculate optimal setpoints and specify them for the drive.
  • Vehicle and route information an optimal driving speed or tractive effort can be calculated with which the schedule with minimal Energy consumption is maintained or with which stopped exactly can be.
  • it is not desirable to easily specify the optimum driving speed for the drive because the driver's speed is no longer complete and constant under control.
  • the object of the present invention is to build a To develop a modular control device for a vehicle a simple and inexpensive adaptation to the respective individual To enable use.
  • the invention is characterized by two, preferably in parallel, Operating levers arranged close to each other (sliding setpoint device) with the same or different path length (e.g. 200 / 120mm) for one One-hand operation.
  • the handles of the two operating levers can be ergonomically designed be hand-friendly material.
  • the handles can have different geometric shapes in order to To let the operator recognize which darkness by feeling Function is currently being operated.
  • the arrangement of the two handles must be such that it is convenient One-hand operation is possible, but the fingers can get caught in is prevented in every case.
  • Each operating lever can be over the adjustment range with locking positions or Tactile positions. These rest or tactile positions can be evenly or unevenly distributed over the travel range.
  • the latching or tactile positions can have different latching / tactile moments be provided.
  • Locking / key positions can also be selected from jacks or Signalers in the handles are triggered or canceled (Ratschenrastung).
  • Each control lever can be mechanical or electrical effective brake in connection.
  • the brakes can over be effective over the entire setting range or over partial ranges.
  • the brake can have different braking forces over different areas.
  • the electrically active brake can e.g. magneto-liquid with feedback facility be trained.
  • Each control lever can be effective with a mechanical Resetting device, e.g. Return spring equipped.
  • the Reset device can over the entire adjustment range or only over Subareas be effective.
  • the restoring forces can be different Areas have different restoring forces.
  • the reset function can also be done via servomotors, externally controlled.
  • the electrical signals generated via the lever deflection can be via a bus system must be further processed.
  • control of the aforementioned path detection elements can be linear take place or via a suitable implementation of a linear movement into a Rotation.
  • the Cover can cover the guides for linear movement of the Operating lever may be provided (Teflon film, roller, toothed belt).
  • the Cover must be provided as a module so that it can be removed without removing the Control device can be replaced.
  • LEDs can be designed. This changing colors and Illuminated signs also contain these engravings.
  • the electrical connection of the electrical components takes place via Connector.
  • the compressed air connection is made via connectors.
  • the Hydraulic connection is made via connectors.
  • the driving brake lever or Traction brake unit can be mechanically connected to another device, e.g. Direction switch, key switch and or speed setpoint, be locked.
  • FIG. 1 shows the zero position of two operating levers 1 and 2 , which are arranged in the driver's cab of a rail vehicle (locomotive) on the driver's table in order to set the rail vehicle in motion and to brake it.
  • a linear movement of the operating lever 1 in the direction of arrow 3 leads to the adjustment of the tractive force, ie the acceleration of the rail vehicle.
  • a linear movement of the operating lever 1 in the direction of arrow 4 leads to the setting of an e-brake to produce a braking effect on an electrodynamic basis.
  • a linear movement of the operating lever 2 in the direction of arrow 5 leads to the generation of a braking effect with the aid of an indirectly acting compressed air brake.
  • Rails 9 and 10 for the operating levers 1 and 2 have locking points for setting predetermined tensile and braking forces.
  • the operating lever 1 is equipped with a so-called SiFa button, and the operating lever 2 is equipped with a locomotive release button.
  • the operating levers 1 and 2 have a coupling 8 .
  • the SiFa safety driving circuit
  • the basic principle of the SiFa is very simple: The train driver has to press a button every 30 seconds (depending on the vehicle or type of SiFa) so that the train knows that the train driver is still conscious. 2 shows a preselection of tensile force values with the aid of the operating lever 1 when the SiFa key is pressed. Control levers 1 and 2 are decoupled.
  • Fig. 6 demonstrates that the operating levers 1 and 2 also allow a so-called filling surge.
  • a solenoid valve is energized and compressed air is now additionally released.
  • a larger cross-section now opens in the connection between the main compressed air line and the main brake line, and the pressure increases for the duration of the actuation. The pressure is released again after the filling burst.
  • the e-brake can also be operated alone (operating lever 1).
  • FIG. 8 A decoupled braking with e-brake and compressed air brake by actuating both decoupled operating levers 1 and 2 is shown in FIG. 8 .
  • control lever 1 against the indirectly acting air brake (control lever 2) is also conceivable (see Fig. 9 ).

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Abstract

Eine Steuervorrichtung zum Antrieb und Bremsen eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Schienenfahrzeugs, weist einen ersten (1) und einen zweiten (2) neben einander angeordneten, miteinander koppelbaren linear beweglichen Bedienungshebel auf. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Steuerungstechnik und auf eine Steuervorrichtung zum Antrieb und Bremsen eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Schienenfahrzeugs.
Derartige Vorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise in Schienenfahrzeugen werden Sollwerte für einen Antrieb durch Bedienungshebel manuell vorgegeben, durch eine Messeinheit in elektrische Signale umgewandelt und einer Antriebsregelung übermittelt. Die Antriebsregelung bildet zusammen mit einem Antrieb ein Regelsystem, welches beispielsweise nach Maßgabe des vorgegebenen Sollwerts eine Geschwindigkeit oder eine Antriebskraft des Fahrzeugs oder eine Bremskraft einstellt. Unter bestimmten Umständen ist es möglich und wünschenswert, optimale Sollwerte zu berechnen und dem Antrieb vorzugeben. Beispielsweise kann bei einem Schienenfahrzeug anhand von Fahrplan-, Fahrzeug- und Streckeninformationen eine optimale Fahrgeschwindigkeit oder Zugkraft errechnet werden, mit welcher der Fahrplan bei minimalem Energieverbrauch eingehalten wird oder mit welcher lagegenau angehalten werden kann. Aus Sicherheitsgründen ist es jedoch nicht wünschenswert, die optimale Fahrgeschwindigkeit ohne weiteres dem Antrieb vorzugeben, da der Fahrer die Geschwindigkeit damit nicht mehr vollständig und dauernd unter Kontrolle hat.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Aufbau einer Steuervorrichtung eines Fahrzeugs in Modulbauweise zu entwickeln, um eine einfache und preisgünstige Anpassung an den jeweiligen individuellen Einsatzfall zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wir durch eine Steuervorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch zwei vorzugsweise parallel, dicht nebeneinander angeordnete Bedienungshebel (Schiebesollwertgeber) mit gleicher oder unterschiedlicher Weglänge (z. Bsp. 200/120mm) für eine Einhandbedienung.
Die Griffe der beiden Bedienungshebel können ergonomisch aus handfreundlichem Material sein.
Folgende Funktionen können in den Griffen vorgesehen werden:
  • Eine mechanische oder elektrische Verriegelung der beiden Griffe miteinander für Einhandbedienung;
  • Eine mechanische oder elektrische Entriegelung der vorgenannten Funktion;
  • Signaltasten, wie SiFa-Taster, als Drucktaste (elektrischer Kontakt);
  • Signaltaster oder Schalter (elektrischer Kontakt für Lok auslösen);
  • Ein Signaltaster oder Schalter für weitere Funktionen (elektrischer Kontakt und Entriegelung);
  • Ein Signaltaster für elektrische Verriegelung des jeweiligen Hebels in einer bestimmten Position, z.B. Nullstellung;
  • Eine mechanisch betätigbare Klinke für Verriegelung und Entriegelung des jeweiligen Hebels in einer bestimmten Position;
  • Ein Vibrator, um über mechanische Schwingungen des Griffes der Bedienperson ein Signal zukommen zu lassen;
  • Optische Signale über LED;
  • Scroll-Elemente;
Die Griffe können unterschiedliche geometrische Formen haben, um bei Dunkelheit die Bedienperson durch Fühlen erkennen zu lassen, welche Funktion gerade betätigt wird.
Die Anordnung der beiden Griffe muss so sein, dass eine bequeme Einhandbedienung möglich ist, dass aber ein Einklemmen der Finger in jedem Fall verhindert wird.
Jeder Bedienungshebel kann über den Stellbereich mit Raststellungen oder Taststellungen ausgerüstet sein. Diese Rast- oder Taststellungen können über den Stellweg gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt sein.
Die Rast- oder Taststellungen können mit unterschiedlichen Rast- /Tastmomenten vorgesehen sein.
Rast- / Taststellungen können wahlweise auch von Klinken oder Signalgebern in den Griffen ausgelöst oder aufgehoben werden (Ratschenrastung).
Jeder Bedienungshebel kann mit einer mechanisch oder elektrisch wirksamen Bremse in Verbindung stehen sein. Die Bremsen können über den ganzen Stellbereich oder über Teilbereiche wirksam sein. Die Bremsen können über unterschiedliche Bereiche unterschiedliche Bremskräfte haben. Die elektrisch wirksame Bremse kann z.B. magneto-liquid mit Feedback-Einrichtung ausgebildet sein.
Jeder Bedienungshebel kann mit einer mechanischen wirksamen Rückstelleinrichtung, z.B. Rückzugfeder ausgerüstet sein. Die Rückstelleinrichtung kann über den ganzen Stellbereich oder nur über Teilbereiche wirksam sein. Die Rückstellkräfte können über unterschiedliche Bereiche unterschiedliche Rückstellkräfte aufweisen. Die Rückstellfunktion kann auch über Servomotoren, fremdgesteuert, erfolgen.
Jeder Bedienungshebel ist mit einer linearen Wegerfassung versehen. Die Wegerfassung kann redundant ausgeführt sein. Folgende Erfassungsmöglichkeiten können vorhanden sein:
  • Opto-elektronische Wegerfassung über opto-elektronische Codierer Absolutgeber, z. Bsp. 8bit-Gray-Code, Binär-Code oder Analogausgang;
  • Laser-basierende Geber;
  • Potentiometer (Leitplastik- oder Drahtpräzisionspotentiometer);
  • Induktiv wirksame Systeme;
  • Elektrische Schaltelemente (zwangsgeführte Kontakte) an definierten Positionen des Stellbereiches. Zum Beispiel Stufenkontakte, Null-Stellungskontakte, SB-Stellung, Füll-Stellung usw.
Am Endansschlag in Richtung Bremsen kann ein Kontakt (zwangsgeführt) angebracht sein, der den Schnellbremsvorgang über pneumatische oder hydraulische Weggeber (Ventile) einleitet.
Die über die Hebelauslenkung erzeugten elektrischen Signale können über ein Bussystem weiterverarbeitet sein.
Die Ansteuerung der vorgenannten Wegerfassungselemente kann linear erfolgen oder über geeignete Umsetzung einer linearen Bewegung in eine Rotation.
Es kann eine Abdeckung der Führungen für die lineare Bewegung der Bedienungshebel vorgesehen sein (Teflon-Folie, Rolle, Zahnriemen). Die Abdeckung ist als Modul vorzusehen, sodass diese ohne Demontage der Steuervorrichtung ausgewechselt werden kann.
Beleuchtung von Skalen oder Gravuren mit unterschiedlichen, je nach Bedienart der einzelnen Bedienungshebel wechselnden Farben, z. Bsp.
LED's, können ausgebildet sein. Diese wechselnde Farben und Leuchtzeichen beinhalten auch diese Gravuren.
Die Linearführung kann geschehen durch:
  • Spindelantrieb
  • Kugelgewinde
  • Flachführung
  • Schwalbenschwanzführung
  • Prismenführung
  • Kugelhülse
  • Zahnstangenführung
Die Umsetzung der linearen Bewegung der Bedienungshebel in eine Rotation weiterer Komponenten kann geschehen mit Hilfe von:
  • Zahnriemen
  • Ketten
  • Zahnstange-Zahnrädern
Dies hat den Vorteil der kleineren Bauweise. Über eine Spannrolle kann jeweils die Lose kleingehalten werden. Mit einem an der Spannrolle angebrachten elektrischen Kontakt, auch redundant, ist eine Sicherheitsüberwachung der Funktion des Zahnriemens oder der Kette gewährleistet.
Der elektrische Anschluss der elektrischen Komponenten erfolgt über Steckverbinder. Der Druckluftanschluss erfolgt über Steckverbinder. Der Hydraulikanschluss erfolgt über Steckverbinder. Der Fahr-Bremshebel oder Zugkraft-Bremssteller kann mechanisch mit einem weiteren Gerät, z.B. Fahrtrichtungsschalter, Schlüsselschalter und oder Geschwindigkeitssoll-Steller, verriegelt sein.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 bis Fig.10
Positionen zweier zusammenwirkender Bedienungshebel zum Fahren und Bremsen eines Schienenfahrzeugs.
Aus der Figur 1 ist die Nullstellung zweier Bedienungshebel 1 und 2 ersichtlich, welche im Führerstand eines Schienenfahrzeugs (Lok) am Führertisch angeordnet sind, um das Schienenfahrzeug in Bewegung zu setzen und zu bremsen. Eine lineare Bewegung des Bedienungshebels 1 in Pfeilrichtung 3 führt zur Einstellung der Zugkraft, d.h. der Beschleunigung des Schienenfahrzeugs. Eine lineare Bewegung des Bedienungshebels 1 in Pfeilrichtung 4 führt zur Einstellung einer E-Bremse zur Erzeugung einer Bremswirkung auf elektrodynamischer Basis. Eine lineare Bewegung des Bedienungshebels 2 in Pfeilrichtung 5 führt zur Erzeugung einer Bremswirkung mit Hilfe einer indirekt wirkenden Druckluftbremse. Ausgehend von der Nullstellung ist die Zunahme der eingestellten Zugkraft sowie der Bremskräfte durch die Balken 6 bis 7 angedeutet. Schienen 9 und 10 für die Bedienungshebel 1 und 2 weisen Rastpunkte zur Einstellung vorgegebener Zug- und Bremskräfte auf. Der Bedienungshebel 1 ist mit einer sog. SiFa-Taste, und der Bedienungshebel 2 ist mit einer Lok-Auslösetaste ausgerüstet. Die Bedienungshebel 1 und 2 weisen eine Kopplung 8 auf. Die SiFa (Sicherheitsfahrschaltung) bremst den Zug bzw. die Lok bei Dienstunfähigkeit des Lokführers, damit keine Gefährdung des anderen Bahnverkehrs geschieht. Das Grundprinzip der SiFa ist denkbar einfach: Der Lokführer muss aller 30 Sekunden (je nach Fahrzeug bzw. SiFa-Art unterschiedlich) eine Taste betätigen, damit die Lok weiß, dass der Lokführer noch bei Bewusstsein ist.
Aus der Fig. 2 ist eine Zugkraftwertevorwahl mit Hilfe des Bedienungshebels 1 bei Betätigung der SiFa-Taste ersichtlich. Bedienungshebel 1 und 2 sind entkoppelt.
Fig. 3 veranschaulicht ein gekoppeltes Bremsen mit Hilfe beider Bedienungshebel 1 und 2.
Neben dem gekoppelten Bremsen ist auch ein individuelles Bremsen möglich, wie in Fig. 4 dargestellt, wobei die Bedienungshebel 1 und 2 entkoppelt sind (siehe Kopplungseinrichtungen 8a und 8b).
Fig. 5 zeigt eine alleinige Bremseinstellung der indirekt wirkenden Druckluftbremse über den vom Bedienungshebel 1 entkoppelten Bedienungshebel 2. Bedienungshebel 1 befindet sich in der Nullstellung (keine Zugkraftwertvorgabe).
Fig. 6 demonstriert, dass die Bedienungshebel 1 und 2 auch einen sog. Füllstoß erlauben. Durch Betätigung eines Führerbremsventil mit Hilfe des Bedienungshebels 2 wird ein Magnetventil erregt und nun zusätzlich Druckluft freigegeben. Darin öffnet sich nun ein größerer Querschnitt in der Verbindung Hauptdruckluftleitung - Hauptbremsleitung, und der Druck steigt für die Dauer der Betätigung an. Nach Beendigung des Füllstoßes wird der Druck wieder abgebaut.
Gemäß Fig. 7 kann auch die E-Bremse allein betätigt werden (Bedienungshebel 1).
Ein entkoppeltes Bremsen mit E-Bremse und Druckluftbremse über die Betätigung beider entkoppelter Bedienungshebel 1 und 2 zeigt Fig. 8.
Auch ein Anfahren (Bedienungshebel 1) gegen die indirekt wirkende Druckluftbremse (Bedienungshebel 2) ist denkbar (siehe Fig. 9).
Bei Entkopplung der Bedienungshebel 1 und 2 (Fahren) ist eine Schnellbremsung durchführbar, wie die Hebelstellungen gemäß Fig. 10 zeigen.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Bedienungshebel
2
Bedienungshebel
3
Pfeilrichtung
4
Pfeilrichtung
5
Pfeilrichtung
6
Balken
7
Balken
8
Balken
9
Schiene
10
Schiene

Claims (3)

  1. Steuervorrichtung zum Antrieb und Bremsen eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Schienenfahrzeugs, mit einem ersten (1) und einem zweiten (2) neben einander angeordneten, miteinander koppelbaren linear beweglichen Bedienungshebel.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bedienungshebel (1) zur Einstellung einer Beschleunigung oder Zugkraft und einer Betätigung einer E-Bremse und der zweite Bedienungshebel (2) zur Betätigung einer indirekt wirkenden Druckluftbremse vorgesehen ist.
  3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienungshebel (1, 2) Schalter oder Taster aufweisen.
EP02019600A 2002-09-03 2002-09-03 Steuervorrichtung zum Antrieb und Bremsen eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Schienenfahrzeugs Expired - Lifetime EP1396375B1 (de)

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