EP4514664A1 - Bremssystem für ein schienenfahrzeug und verfahren zur ansteuerung eines solchen bremssystems - Google Patents

Bremssystem für ein schienenfahrzeug und verfahren zur ansteuerung eines solchen bremssystems

Info

Publication number
EP4514664A1
EP4514664A1 EP23714737.6A EP23714737A EP4514664A1 EP 4514664 A1 EP4514664 A1 EP 4514664A1 EP 23714737 A EP23714737 A EP 23714737A EP 4514664 A1 EP4514664 A1 EP 4514664A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
fluid reservoir
unit
shut
supply line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23714737.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Hanickel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Publication of EP4514664A1 publication Critical patent/EP4514664A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B60T17/228—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices for railway vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/24—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release the fluid being gaseous
    • B60T13/26—Compressed-air systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/665—Electrical control in fluid-pressure brake systems the systems being specially adapted for transferring two or more command signals, e.g. railway systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T15/00—Construction arrangement, or operation of valves incorporated in power brake systems and not covered by groups B60T11/00 or B60T13/00
    • B60T15/02—Application and release valves
    • B60T15/36—Other control devices or valves characterised by definite functions
    • B60T15/48—Other control devices or valves characterised by definite functions for filling reservoirs
    • B60T15/50—Other control devices or valves characterised by definite functions for filling reservoirs with means for limiting or relieving pressure in reservoirs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
    • B61H13/00—Actuating rail-vehicle brakes

Definitions

  • the present invention relates to a braking system for a rail vehicle and a method for controlling such a braking system.
  • the present invention further relates to a rail vehicle with such a braking system, a computer program product for carrying out the method and a storage medium with such a computer program product.
  • a pneumatic brake In rail vehicles, for example, several air tanks are provided for storing compressed air for corresponding air consumers, such as a pneumatic brake.
  • a secured volume must be available in the event of a fault, for example in the event of a failure of the air supply or major leaks, to ensure that the brake can continue to be actuated.
  • the volume to be ensured is designed in such a way that a certain number of brake operations can be carried out.
  • a main air tank which is connected to a main tank line, is filled with compressed air via a compressor.
  • Corresponding air consumers such as an air suspension or a sanding device, are supplied with compressed air from the main air tank line.
  • an auxiliary air tank is connected to the main air tank line in order to be able to provide a pneumatic brake with the required volume of compressed air in the event of a fault.
  • a check valve between the auxiliary air tank and the main air tank line prevents compressed air from flowing back into the main air tank line.
  • the air containers to be provided for the above air supply have a comparatively high weight and require the provision of appropriate installation space. At the same time, however, a correspondingly large buffer volume is required for high air consumption, so that a correspondingly high volume is required.
  • the filling times of the air tanks with compressed air change proportionally to the size of the total volume, so that the filling times also increase with a large number of air tanks.
  • a brake system for a rail vehicle has a brake control unit, a main supply line, a brake control line via which the brake control unit is connected to the main supply line, a fluid reservoir which is connected to the brake control line via a fluid reservoir line, and a shut-off unit.
  • the shut-off unit is arranged in the brake control line between the connection of the fluid reservoir line to the brake control line and the connection of the brake control line to the main supply line.
  • shut-off unit is configured such that a fluid supply from the fluid reservoir via the shut-off unit in the direction of the main supply line is made possible when the pressure in the fluid reservoir is greater than the pressure in the main supply line and a pressure difference between the pressure in the fluid reservoir and an environment is greater or is equal to a predetermined minimum pressure.
  • the brake control unit is a unit that controls a brake pressure or a braking force and thus a braking torque.
  • the brake control unit can have at least one brake cylinder and/or control a pressure to be transmitted to the brake cylinder.
  • the brake control unit controls the brake pressure, but the brake control unit can alternatively also control a pilot pressure.
  • the braking system can be either pneumatic as well as a hydraulic brake system. Accordingly, the term “fluid” includes a gas, such as air, or also a liquid. If features are described below in relation to a pneumatic brake system, they can also be transferred to a hydraulic brake system.
  • the fluid reservoir can serve as the main air container and introduce air into the main supply line via the shut-off unit. This occurs when the pressure difference at the shut-off unit on the fluid reservoir side and the main supply line side allows volume transport in the direction of the main supply line, i.e. the fluid reservoir side pressure is higher than the main supply line side pressure.
  • the shut-off unit is configured such that the fluid supply in the direction of the main supply line requires a minimum pressure in the fluid reservoir or at the fluid reservoir-side inlet of the shut-off unit according to a pressure difference between the pressure in the fluid reservoir and the ambient pressure. This can prevent all of the fluid contained in the fluid reservoir from being supplied to the main supply line. In other words, a sufficient volume of fluid can still remain in the fluid reservoir in order to be able to provide the brake control unit with sufficient pressure from the fluid reservoir via the brake control line, for example in the event of a fault in the main supply line.
  • the minimum pressure therefore corresponds at least to the pressure that is always available to the brake control unit through the fluid reservoir. Consequently, the fluid reservoir also serves as an auxiliary air container.
  • the exact value of the predetermined minimum pressure can be selected together with the exact volume of the fluid reservoir so that the resulting safe amount of air is sufficient for the required number of brake applications.
  • the shut-off unit has an ambient inlet.
  • the entire volume of the fluid reservoir can be used as a buffer volume in normal operation for the air consumption that flows from the main supply line.
  • a better buffering effect can be achieved compared to brake systems in which the volume of the auxiliary air tank is available exclusively for the brake control device, but not for other air consumption, even in normal operation.
  • a larger buffer volume tends to lead to longer individual running times for the air supply and fewer switching on and off processes, which can have an advantageous effect on the wear and tear on the air supply, for example a compressor.
  • an impermissibly increasing pressure in the fluid reservoir can be released via the shut-off unit, for example by a safety valve or several safety valves that are connected to the main air tank line.
  • the predetermined minimum pressure is an activation pressure of the shut-off unit.
  • the shut-off unit is thus blocked in the flow direction of a fluid from a fluid reservoir-side inlet of the shut-off unit to a main supply line-side outlet of the shut-off unit for fluid supply in this flow direction as long as the activation pressure corresponding to the predetermined minimum pressure is not reached.
  • the shut-off unit can be configured in such a way that the activation pressure cancels the locked state of the shut-off unit itself.
  • the shut-off unit can have a corresponding valve unit, a slide unit and/or another shut-off element or can be designed as a unit that opens independently due to the activation pressure.
  • the shut-off unit can also be controlled via a control signal that corresponds to the activation pressure.
  • a sensor unit can be arranged in the fluid reservoir, which detects the pressure in the fluid reservoir and passes on the measurement signal to a control unit for the shut-off unit, which then controls the shut-off unit to open the fluid supply when the predetermined minimum pressure or activation pressure is present.
  • the shut-off unit can also be configured such that the shut-off unit independently blocks the fluid supply in the flow direction to the main supply line when the pressure falls below the predetermined minimum and/or a control signal is no longer present. It can thus be ensured that in any case, even if a control unit fails, a minimum air volume or sufficient minimum pressure remains in the fluid reservoir that is sufficient for the brake control unit. Alternatively or additionally, active control can also take place in order to be able to actively block it if necessary if the shut-off unit malfunctions.
  • a corresponding control can also be linked to a monitoring result of the shut-off unit, so that a blocking via the control unit is only provided if the pressure falls below the predetermined minimum and it is detected that the shut-off unit does not block within a predetermined time window.
  • Such monitoring can also only be carried out when necessary, for example in particularly safety-critical ferry operations of the rail vehicle, such as when a predetermined driving speed is exceeded, when transporting dangerous goods or the like.
  • the predetermined minimum pressure is variable.
  • the predetermined minimum pressure can also be adapted to a ferry operation of the rail vehicle. For example, when driving comparatively slowly and/or on an incline or level, a lower predetermined minimum pressure can be set than when driving at a comparatively high speed and/or on a slope. Other factors, such as the payload, the train length, the condition and/or the type of brakes and/or the route conditions, can also be taken into account when changing the predetermined minimum pressure. This makes it possible to supply a higher amount of fluid to the main supply line in situations in which a low predetermined minimum pressure is sufficient for emergency supply to the brake control unit.
  • the minimum pressure can be adjusted when the shut-off unit is activated via the control unit using appropriate input options and/or automatically depending on the ferry operation. Alternatively or additionally, adjustment options can be provided on the shut-off unit itself.
  • the minimum pressure is less than a usual pressure in the main supply line, in particular less than 10 bar, preferably less than 8.5 bar.
  • Main supply line which is present as expected during normal operation of the rail vehicle or on which the main supply line is maintained in normal operation, for example by switching the air supply on and off. Since the predetermined minimum pressure is smaller than the usual pressure, a fluid can be supplied to the main supply line, especially in normal operation, with a corresponding pressure difference and the presence of the predetermined minimum pressure, or the fluid reservoir can serve as the main air container.
  • the minimum pressure is greater than a lower monitoring limit, in particular greater than 6.0 bar, preferably greater than 6.5 bar.
  • the minimum predetermined minimum pressure or activation pressure is therefore greater than a monitoring limit that can trigger an alarm or other measures that deviate from normal operation. Fluid can thus be supplied from the fluid reservoir to the main supply line without disrupting normal operation is disturbed. The determination of this minimum minimum pressure also takes technically necessary switching hysteresis into account.
  • the shut-off unit thus blocks the fluid supply from the fluid reservoir to the main supply line and secures the fluid reservoir for the brake control unit before a lower monitoring limit is reached, which leads, for example, to a traction lock or emergency braking.
  • the lower monitoring limit is, for example, a pressure that is measured in the main supply line.
  • the shut-off unit is configured such that a fluid supply from the main supply line via the shut-off unit in the direction of the fluid reservoir is not hindered by the shut-off unit when a pressure on the main supply line side is greater than a pressure on the fluid reservoir side.
  • a fluid can thus be supplied to the brake control unit and/or the fluid reservoir from the main supply line in order to directly control the brake control unit and/or to fill the fluid reservoir.
  • the corresponding supply path through the shut-off unit can be configured such that the fluid supply can only take place unidirectionally, i.e. from the direction of the main supply line in the direction of the brake control unit and/or the fluid reservoir.
  • the shut-off unit has at least two fluid flow channels: at least one fluid supply channel for a fluid supply from the main supply line in the direction of the brake control unit and / or the fluid reservoir, and at least one fluid supply channel for a fluid supply from the fluid reservoir in the direction of the main supply line.
  • a fluid channel can also be provided in the shut-off unit, which enables fluid to be supplied from the fluid reservoir in the direction of the main supply line when the predetermined minimum pressure is present and the inlet pressure on the fluid reservoir side is greater than the inlet pressure on the main supply line side.
  • a fluid supply from the main supply line to the fluid reservoir is made possible if the inlet pressure on the main supply line side is greater than the inlet pressure on the fluid reservoir side.
  • the fluid channel remains blocked if the fluid reservoir inlet pressure is greater than that The input pressure is on the main supply line side, but the predetermined minimum pressure is not present on the fluid reservoir side.
  • the shut-off unit has an overflow valve.
  • At least a unidirectional fluid supply can be carried out in a simple manner through the overflow valve.
  • the overflow valve enables automatic control according to the existing pressure conditions.
  • the overflow valve is designed as an overflow valve with backflow.
  • the bidirectional fluid supply can be provided via the overflow valve with backflow via one fluid channel per unidirectional flow direction.
  • the overflow valve is arranged such that the fluid is supplied from the fluid reservoir via the overflow valve in the direction of the main supply line in accordance with the principle of overflow.
  • the fluid channel of the overflow valve which works according to the overflow principle, is intended for the fluid supply from the fluid reservoir in the direction of the main supply line.
  • the overflow valve opens automatically when there is a minimum pressure on the inlet side and a corresponding pressure difference.
  • the fluid channel is then assigned to the backflow of the fluid supply from the main supply line in the direction of the fluid reservoir.
  • the present invention relates to a method for controlling a brake system described above, comprising the steps:
  • Filling the fluid reservoir with a fluid from the main supply line can always take place when the pressure in the fluid reservoir is lower than the pressure in the main supply line, or can also be subject to further requirements despite a corresponding pressure difference. For example, filling can only be provided if the pressure in the fluid reservoir is lower than a predetermined maximum pressure in the fluid reservoir and/or the pressure in the main supply line is lower than a predetermined minimum main supply line pressure. This can also depend on which other air consumers are currently being actively operated or are to be activated in the foreseeable future.
  • the supply of a fluid from the fluid reservoir into the main supply line can also depend on other conditions.
  • the supply line can be stopped if the pressure in the main supply line is greater than a predetermined main supply line pressure.
  • Corresponding conditions can also be linked to a ferry operation that is currently being carried out or will be carried out in the foreseeable future.
  • the filling and/or feeding via the shut-off unit is carried out automatically, preferably via an overflow valve, particularly preferably via an overflow valve with backflow.
  • the shut-off unit is thus automatically activated in accordance with the pressure applied on the fluid reservoir side and on the main supply line side. Consequently, a control unit for controlling the shut-off unit can be dispensed with. However, such a control unit can still be additionally provided as a further security level and/or for controlling the shut-off unit according to conditions other than the pressure conditions.
  • the method features described in the above description of the brake system or device features that can be equated with method features equally relate to advantageous developments of the method according to the invention.
  • the present invention relates to a rail vehicle with a brake system described above, wherein at least one braking device can be supplied with a predetermined minimum amount of fluid via the fluid reservoir via the brake control line, in particular independently of a pressure applied to the shut-off unit or a pressure difference applied to the shut-off unit.
  • a minimum amount of fluid is always kept in the fluid reservoir for the braking device or the brake control unit comprising or controlling the braking device.
  • the minimum amount of fluid is determined by the number of braking processes that can be carried out or are to be carried out in this way, depending on the amount of fluid consumption required by the respective braking device.
  • further fluid consumers which are arranged from the fluid reservoir beyond the shut-off unit, can be supplied with a fluid from the fluid reservoir if the pressure in the fluid reservoir is greater than the pressure in the main supply line and there is a pressure difference between the pressure in the fluid reservoir and the environment is greater than or equal to a predetermined minimum pressure.
  • the fluid reservoir is therefore not limited to supplying the brake control unit, but other fluid consumers, such as an air suspension or a sanding device, can also be supplied via the fluid reservoir. If the other fluid consumers are also operated while the rail vehicle is at a standstill, the minimum pressure for the fluid reservoir can be When the rail vehicle is at a standstill, it can be temporarily reduced or set to zero, since no fluid has to be kept in reserve for the brake control unit. Before continuing the journey, however, the fluid reservoir is then preferably refilled to the predetermined minimum pressure for active ferry operation.
  • the present invention relates to a computer program product with code means which, when executed on a data processing unit, cause it to carry out the method described above.
  • the present invention relates to a storage medium for reading by a data processing unit, the storage medium having a computer program product described above.
  • the computer program product or storage medium advantageously creates the possibility of designing existing data processing units to carry out the method described above.
  • a rail vehicle that has a data processing unit can therefore also be designed to carry out the method described above.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a braking system for a rail vehicle according to an exemplary embodiment.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a braking system 1 for a rail vehicle according to an exemplary embodiment.
  • the brake system 1 includes an air supply 10, which is designed as a compressor.
  • the compressed air provided by the air supply 10 is supplied via an air supply feed 11 as a fluid supply feed to a main air supply line 12 as the main supply line.
  • a brake control line 13 branches off from the main air supply line 12 and leads to a brake control unit 30.
  • the brake control unit 30 thus represents an air consumer of the main air supply line 12. Even if only the brake control unit 30 is shown as an air consumer in FIG. 1, additional air consumers, such as an air suspension or a sanding device, can be connected to the main air supply line 12.
  • An air tank line 14 leads from the brake control line 13 as a fluid reservoir line to an air tank 20 as a fluid reservoir.
  • the air tank 20 can be filled with air via the main air supply line 12. If filled appropriately, the brake control unit 30 can then be at least temporarily supplied with air from the air container 20 even if the air supply fails through the main air supply line 12.
  • an overflow valve 40 as a shut-off unit in the brake control line 13 arranged.
  • the overflow valve 40 is located in the brake control line 13 between the branch of the air tank line 14 and the connection to Main air supply line 12.
  • the overflow valve 40 is designed as an overflow valve with backflow.
  • the overflow valve path which opens when a predetermined minimum pressure and a predetermined pressure difference is present, is arranged in such a way that air can be supplied from the air container 20 to the main air supply line 12, as indicated by the arrow in FIG. 1. Specifically, this occurs when the air tank-side pressure is greater than the predetermined minimum pressure for supplying the brake control unit 30 and greater than the main air supply line pressure.
  • the supply of air from the air tank 20 into the main air supply line 12 is automatically stopped via the overflow valve 40 when the predetermined minimum pressure for supplying the brake control unit 30 is reached.
  • the activation pressure of the overflow valve 40 therefore corresponds to the predetermined minimum pressure. If this is no longer reached or exceeded, the overflow valve 40 closes the overflow valve path.
  • the backflow of the overflow valve 40 simultaneously enables the air tank 20 to be filled with air from the main air supply line 12 and supply to the brake control unit 30, independently of the overflow valve path.
  • the backflow path provides for an air supply from the main air supply line 12 in the direction of the air tank 20 and the brake control unit 30.
  • the air is supplied via the return flow path when the pressure in the main air supply line 12 is greater than the pressure in the air container 20. Otherwise the return flow path is blocked.
  • the invention is not limited to the embodiments described.
  • the features described for the embodiment, other embodiments and further developments of the invention can be combined with one another, provided they are not reasonably mutually exclusive.
  • the braking system can also be equipped with a parking brake or a Control of lowering cylinders of a magnetic rail brake can be used.
  • the disclosure regarding a fluid reservoir and a shut-off unit can also be transferred to a pantograph as a current collector for rail vehicles, regardless of an application for a braking system. In this case, the braking terms aimed at the braking system are to be replaced by terms relating to a pantograph.
  • Air supply (fluid supply) 11 Air supply supply (fluid supply supply)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem (1 ) für ein Schienenfahrzeug,aufweisend: eine Bremssteuerungseinheit (30), eine Hauptversorgungsleitung (12), eine Bremssteuerungsleitung (13), über die die Bremssteuerungseinheit (30) mit der Hauptversorgungsleitung (12) verbunden ist, ein Fluidreservoir (20), das über eine Fluidreservoirleitung (14) mit der Bremssteuerungsleitung (13) verbunden ist, und ein Absperreinheit (40), die zwischen der Verbindung der Fluidreservoirleitung (14) mit der Bremssteuerungsleitung (13) und der Verbindung der Bremssteuerungsleitung (13) mit der Hauptversorgungsleitung (12) in der Bremssteuerungsleitung (13) angeordnet ist, wobei die Absperreinheit (40) derart konfiguriert ist, dass eine Fluidzuführung aus dem Fluidreservoir (20) über die Absperreinheit (40) in Richtung der Hauptversorgungsleitung (12) ermöglicht wird, wenn der Druck im Fluidreservoir (20) größer als der Druck in der Hauptversorgungsleitung (12) ist und eine Druckdifferenz zwischen dem Druck im Fluidreservoir (20) und einer Umgebung größer oder gleich einem vorbestimmten Mindestdruck ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Ansteuerung für ein solches Bremssystem, ein Schienenfahrzeug mit einem solchen Bremssystem, ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung des Verfahrens sowie ein Speichermedium mit einem solchen Computerprogrammprodukt.

Description

BESCHREIBUNG
Bremssystem für ein Schienenfahrzeug und Verfahren zur Ansteuerung eines solchen Bremssystems
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Schienenfahrzeug sowie ein Verfahren zur Ansteuerung eines solchen Bremssystems. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Schienenfahrzeug mit einem solchen Bremssystem, ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung des Verfahrens sowie ein Speichermedium mit einem solchen Computerprogrammprodukt.
In Schienenfahrzeugen sind beispielweise mehrere Luftbehälter zur Speicherung von Druckluft für entsprechende Luftverbraucher, wie eine pneumatische Bremse, vorgesehen. Für pneumatische Bremsen muss dabei für Fehlerfälle, zum Beispiel bei einem Ausfall der Luftversorgung oder größeren Leckagen, ein abgesichertes Volumen zur Verfügung stehen, um sicherzustellen, dass die Bremse auch weiterhin betätigt werden kann. Das sicherzustellende Volumen ist derart ausgelegt, dass eine gewisse Anzahl an Bremsbetätigungen ausführbar ist.
Derzeit wird für die Luftversorgung beispielweise ein Hauptluftbehälter, der mit einer Hauptbehälterleitung verbunden ist, über einen Kompressor mit Druckluft befüllt. Entsprechende Luftverbraucher, wie eine Luftfederung oder eine Sandungseinrichtung, werden aus der Hauptluftbehälterleitung mit Druckluft versorgt. Zudem ist ein Hilfsluftbehälter mit der Hauptluftbehälterleitung verbunden, um einer pneumatischen Bremse das geforderte Druckluftvolumen im Fehlerfall zur Verfügung stellen zu können. Ein Rückschlagventil zwischen dem Hilfsluftbehälter und der Hauptluftbehälterleitung verhindert dabei, dass Druckluft zurück in die Hauptluftbehälterleitung strömt.
Die für die vorstehende Luftversorgung vorzusehenden Luftbehälter weisen ein vergleichsweise hohes Gewicht auf und erfordern die Zurverfügungstellung eines entsprechenden Bauraums. Gleichzeitig wird jedoch für hohe Luftverbräuche auch ein entsprechend großes Puffervolumen benötigt, so dass ein entsprechend hohes Volumen erforderlich ist. Zudem ändern sich die Auffüllzeiten der Luftbehälter mit Druckluft proportional mit der Größe des Gesamtvolumens, so dass sich mit einer Vielzahl an Luftbehältern auch die Auffüllzeiten erhöhen.
In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen ist es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gegenüber dem Stand der Technik, insbesondere im Hinblick auf den erforderlichen Bauraum und/oder Gewichtseinsparungen und/oder Auffüllzeiten und/oder Aufwand und Kosten, verbessertes Bremssystem zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß weist ein Bremssystem für ein Schienenfahrzeug eine Bremssteuerungseinheit, eine Hauptversorgungsleitung, eine Bremssteuerungsleitung, über die die Bremssteuerungseinheit mit der Hauptversorgungsleitung verbunden ist, ein Fluidreservoir, das über eine Fluidreservoirleitung mit der Bremssteuerungsleitung verbunden ist, und eine Absperreinheit auf. Die Absperreinheit ist in der Bremssteuerungsleitung zwischen der Verbindung der Fluidreservoirleitung mit der Bremssteuerungsleitung und der Verbindung der Bremssteuerungsleitung mit der Hauptversorgungsleitung angeordnet. Zudem ist die Absperreinheit derart konfiguriert ist, dass eine Fluidzuführung aus dem Fluidreservoir über die Absperreinheit in Richtung der Hauptversorgungsleitung ermöglicht wird, wenn der Druck im Fluidreservoir größer als der Druck in der Hauptversorgungsleitung ist und eine Druckdifferenz zwischen dem Druck im Fluidreservoir und einer Umgebung größer oder gleich einem vorbestimmten Mindestdruck ist.
Die Bremssteuerungseinheit ist eine Einheit die einen Bremsdruck bzw. eine Bremskraft und damit ein Bremsmoment steuert. Hierzu kann die Bremssteuerungseinheit zumindest einen Bremszylinder aufweisen und/oder einen auf den Bremszylinder zu übertragenden Druck steuern. Insbesondere steuert die Bremssteuerungseinheit den Bremsdruck, wobei die Bremssteuerungseinheit aber alternativ auch einen Vorsteuerdruck steuern kann. Das Bremssystem kann dabei sowohl als pneumatisches als auch als hydraulisches Bremssystem ausgebildet sein. Entsprechend wird durch den Begriff "Fluid" ein Gas, wie Luft, oder aber auch eine Flüssigkeit umfasst. Sofern im Folgenden Merkmale in Bezug auf ein pneumatisches Bremssystem beschrieben werden, sind diese gleichermaßen auf ein hydraulisches Bremssystem übertragbar.
Gemäß der erfindungsgemäßen Konfiguration des Bremssystems ist es möglich den aus dem Stand der Technik bekannten Hauptluftbehälter und Hilfsluftbehälter in einem Fluidreservoir, also einem Behälter, zu kombinieren. In einem Normalbetrieb kann das Fluidreservoir als Hauptluftbehälter dienen und über die Absperreinheit Luft in die Hauptversorgungsleitung einleiten. Dies erfolgt dann, wenn die Druckdifferenz an der Absperreinheit fluidreservoirseitig und hauptversorgungsleitungsseitig einen Volumentransport in Richtung der Hauptversorgungsleitung erlaubt, also der fluidreservoirseitige Druck höher als der hauptversorgungsleitungsseitige Druck ist. Zudem ist die Absperreinheit derart konfiguriert, dass die Fluidzuführung in Richtung der Hauptversorgungsleitung einen Mindestdruck im Fluidreservoir bzw. am fluidreservoirseitigen Eingang der Absperreinheit gemäß einer Druckdifferenz zwischen dem Druck im Fluidreservoir und dem Umgebungsdruck erfordert. Hierdurch kann verhindert werden, dass das gesamte in dem Fluidreservoir enthaltene Fluid der Hauptversorgungsleitung zugeführt wird. Mit anderen Worten kann hierdurch immer noch ein ausreichendes Fluidvolumen im Fluidreservoir verbleiben, um der Bremssteuerungseinheit beispielsweise in einem Fehlerfall in der Hauptversorgungsleitung einen ausreichenden Druck aus dem Fluidreservoir über die Bremssteuerungsleitung zur Verfügung stellen zu können. Der Mindestdruck korrespondiert somit zumindest zu dem der Bremssteuerungseinheit durch das Fluidreservoir immer zur Verfügung stellbaren Druck. Folglich dient das Fluidreservoir auch als Hilfsluftbehälter. Der genaue Wert des vorbestimmten Mindestdrucks kann zusammen mit dem genauen Volumen des Fluidreservoirs so gewählt werden, dass die sich damit ergebende sichere Luftmenge ausreichend für die geforderte Anzahl an Bremsbetätigungen ist. Gemäß der Bedingung des Mindestdrucks in Bezug auf die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Fluidreservoir und dem Umgebungsdruck verfügt die Absperreinheit über einen umgebungsseitigen Eingang. Durch die Kombination von Hauptluftbehälter und Hilfsluftbehälter in dem einen Fluidreservoir sind weniger Behälter für Druckluft oder ein anderes Fluid im Schienenfahrzeug erforderlich. Darüber hinaus ist das benötigte Volumen für den kombinierten Hauptluftbehälter und Hilfsluftbehälter geringer als die Summe aus Hauptluftbehälter und Hilfsluftbehälter gemäß dem Stand der Technik. Dadurch kann sich die Auffüllzeit verkürzen. Wie vorstehend beschrieben, kann das gesamte Volumen des Fluidreservoirs, bis auf den für die Bremssteuerungseinheit vorzuhaltenden Anteil, im Normalbetrieb für den Luftverbrauch, der aus der Hauptversorgungsleitung strömt, als Puffervolumen genutzt werden. Infolgedessen kann eine bessere Pufferwirkung im Vergleich zu Bremssystemen, bei denen das Volumen des Hilfsluftbehälters auch im Normalbetrieb ausschließlich für die Bremssteuerungseinrichtung, nicht aber für einen anderen Luftverbrauch zur Verfügung steht, erzielt werden. Ein größeres Puffervolumen führt im Normalbetrieb tendenziell zu längeren Einzellaufzeiten der Luftversorgung und weniger Ein- und Ausschaltvorgängen, was sich vorteilhaft auf den Verschleiß der Luftversorgung, beispielsweise eines Kompressors, auswirken kann. Zudem kann im Brandfall ein unzulässig steigender Druck im Fluidreservoir über die Absperreinheit durch beispielsweise ein Sicherheitsventil bzw. mehrere Sicherheitsventile, die mit der Hauptluftbehälterleitung verbunden sind, abgelassen werden.
In einer Ausgestaltung ist der vorbestimmte Mindestdruck ein Aktivierungsdruck der Absperreinheit.
Die Absperreinheit ist somit in der Strömungsrichtung eines Fluids von einem fluidreservoirseitigen Eingang der Absperreinheit zu einem hauptversorgungsleitungsseitigen Ausgang der Absperreinheit für eine Fluidzuführung in dieser Strömungsrichtung gesperrt, solange der dem vorbestimmten Mindestdruck entsprechende Aktivierungsdruck nicht erreicht wird. Dabei kann die Absperreinheit derart konfiguriert sein, dass der Aktivierungsdruck den Sperrzustand der Absperreinheit selbst aufhebt. Die Absperreinheit kann dazu eine entsprechende Ventileinheit, eine Schiebereinheit und/oder ein anderweitiges Absperrorgan aufweisen bzw. als eine solche Einheit ausgebildet sein, die durch den Aktivierungsdruck eigenständig öffnet. Alternativ oder ergänzend kann die Absperreinheit aber auch über ein Steuerungssignal angesteuert werden, das zum Aktivierungsdruck korrespondiert. Beispielsweise kann eine Sensoreinheit im Fluidreservoir angeordnet sein, die den Druck in dem Fluidreservoir detektiert und das Messsignal an eine Steuerungseinheit für die Absperreinheit weitergibt, die dann die Absperreinheit ansteuert die Fluidzuführung zu öffnen, wenn der vorbestimmte Mindestdruck bzw. Aktivierungsdruck anliegt.
Ungeachtet eines eigenständigen Öffnens der Absperreinheit in Strömungsrichtung zur Hauptversorgungsleitung oder einer entsprechenden Ansteuerung durch eine Steuerungseinheit bei einem Vorliegen des Aktivierungsdrucks, kann die Absperreinheit auch derart konfiguriert sein, dass die Absperreinheit die Fluidzuführung in Strömungsrichtung zur Hauptversorgungsleitung wieder eigenständig sperrt, wenn der vorbestimmte Mindestdruck unterschritten wird und/oder ein Steuerungssignal nicht mehr anliegt. Somit kann sichergestellt werden, dass in jedem Fall, also auch bei einem Ausfall einer Steuerungseinheit, ein für die Bremssteuerungseinheit ausreichendes Mindestluftvolumen bzw. ausreichender Mindestdruck im Fluidreservoir verbleibt. Alternativ oder ergänzend kann aber auch eine aktive Ansteuerung erfolgen, um bei einer Fehlfunktion der Absperreinheit eine Sperrung im Bedarfsfall aktiv vornehmen zu können. Eine entsprechende Ansteuerung kann auch an ein Überwachungsergebnis der Absperreinheit geknüpft sein, so dass eine Sperrung über die Steuerungseinheit nur dann vorgesehen ist, wenn der vorbestimmte Mindestdruck unterschritten wird und detektiert wird, dass die Absperreinheit nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitfensters sperrt. Eine solche Überwachung kann auch nur bedarfsweise, beispielsweise in besonders sicherheitskritischen Fährbetrieben des Schienenfahrzeugs erfolgen, wie bei Überschreiten einer vorbestimmten Fahrgeschwindigkeit, bei Gefahrguttransporten oder dergleichen.
In einer Ausgestaltung ist der vorbestimmte Mindestdruck veränderlich.
In Anlehnung an die vorstehende Beschreibung kann auch hier der vorbestimmte Mindestdruck an einen Fährbetrieb des Schienenfahrzeugs angepasst werden. Beispielsweise kann bei vergleichsweise langsamen Fahrten und/oder auf einer Steigung oder Ebene ein geringerer vorbestimmter Mindestdruck eingestellt werden, als bei einer Fahrt mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit und/oder auf einem Gefälle. Auch andere Faktoren, wie zum Beispiel die Zuladung, die Zuglänge, der Zustand und/oder die Art der Bremsen und/oder die Streckenverhältnisse, können bei der Veränderung des vorbestimmten Mindestdrucks berücksichtigt werden. Hierdurch ist es möglich, der Hauptversorgungsleitung in Situationen, in denen ein geringer vorbestimmter Mindestdruck für die Notfallversorgung der Bremssteuerungseinheit ausreichend ist, eine höhere Fluidmenge zuzuführen.
Die Anpassung des Mindestdrucks kann bei Ansteuerung der Absperreinheit über die Steuerungseinheit durch entsprechende Eingabemöglichkeiten und/oder automatisch in Abhängigkeit eines Fährbetriebs erfolgen. Alternativ oder ergänzend können an der Absperreinheit selbst Einstellmöglichkeiten vorgesehen sein.
In einer Ausgestaltung ist der Mindestdruck kleiner als ein üblicher Druck in der Hauptversorgungsleitung, insbesondere kleiner 10 bar, bevorzugt kleiner 8,5 bar.
Der Ausdruck "üblicher Druck" bezieht sich auf einen Druck in der
Hauptversorgungsleitung, der bei einem Normalbetrieb des Schienenfahrzeugs erwartungsgemäß vorliegt bzw. auf den die Hauptversorgungsleitung beispielsweise durch Ein- und Ausschalten der Luftversorgung im Normalbetrieb gehalten wird. Da der vorbestimmte Mindestdruck kleiner als der übliche Druck ist, kann der Hauptversorgungsleitung gerade im Normalbetrieb bei entsprechender Druckdifferenz und Vorliegen des vorbestimmten Mindestdrucks ein Fluid zugeführt werden bzw. das Fluidreservoir als Hauptluftbehälter dienen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Mindestdruck größer als ein unterer Überwachungsgrenzwert, insbesondere größer als 6,0 bar, bevorzugt größer als 6,5 bar.
Der minimale vorbestimmte Mindestdruck oder auch Aktivierungsdruck ist somit größer als ein Überwachungsgrenzwert, der einen Alarm oder sonstige vom Normalbetrieb abweichende Maßnahmen auslösen kann. Somit kann eine Fluidzuführung von dem Fluidreservoir zur Hauptversorgungsleitung erfolgen, ohne dass der Normalbetrieb gestört wird. Die Bestimmung dieses minimalen Mindestdrucks berücksichtigt insbesondere auch technisch bedingte Schalthysteresen. Die Absperreinheit sperrt somit die Fluidzuführung aus dem Fluidreservoir zur Hauptversorgungsleitung und sichert das Fluidreservoir für die Bremssteuerungseinheit ab, bevor ein unterer Überwachungsgrenzwert erreicht wird, der beispielsweise zu einer Traktionssperre oder einer Zwangsbremsung führt. Die untere Überwachungsgrenze ist beispielsweise ein Druck, der in der Hauptversorgungsleitung gemessen wird.
In einer Ausgestaltung ist die Absperreinheit derart konfiguriert, dass eine Fluidzuführung aus der Hauptversorgungsleitung über die Absperreinheit in Richtung des Fluidreservoirs nicht durch die Absperreinheit behindert wird, wenn ein hauptversorgungsleitungsseitiger Druck größer als ein fluidreservoirseitiger Druck ist.
Somit kann der Bremssteuerungseinheit und/oder dem Fluidreservoir aus der Hauptversorgungsleitung ein Fluid zugeführt werden, um die Bremssteuerungseinheit direkt anzusteuern und/oder das Fluidreservoir aufzufüllen. Der entsprechende Zuführungsweg durch die Absperreinheit kann derart konfiguriert sein, dass die Fluidzuführung nur unidirektional erfolgen kann, also aus Richtung der Hauptversorgungsleitung in Richtung der Bremssteuerungseinheit und/oder des Fluidreservoirs. In diesem Fall weist die Absperreinheit zumindest zwei Fluidströmungskanäle auf: zumindest einen Fluidzuführungskanal für eine Fluidzuführung von der Hauptversorgungsleitung in Richtung der Bremssteuerungseinheit und/oder des Fluidreservoirs, und zumindest einen Fluidzuführungskanal für eine Fluidzuführung von dem Fluidreservoir in Richtung der Hauptversorgungsleitung. Alternativ oder ergänzend kann aber auch ein Fluidkanal in der Absperreinheit vorgesehen sein, der eine Fluidzuführung von dem Fluidreservoir in Richtung der Hauptversorgungsleitung ermöglicht, wenn der vorbestimmte Mindestdruck vorliegt und der fluidreservoirseitige Eingangsdruck größer als der hauptversorgungsleitungsseitige Eingangsdruck ist. Umgekehrt wird bei einem solchen Fluidkanal eine Fluidzuführung von der Hauptversorgungsleitung zum Fluidreservoir ermöglicht, wenn der hauptversorgungsleitungsseitige Eingangsdruck größer als der fluidreservoirseitige Eingangsdruck ist. Bei einer solchen Konfiguration bleibt der Fluidkanal gesperrt, wenn der fluidreservoirseitige Eingangsdruck größer als der hauptversorgungsleitungsseitige Eingangsdruck ist, der vorbestimmte Mindestdruck fluidreservoirseitig jedoch nicht vorliegt.
In einer Ausgestaltung weist die Absperreinheit ein Überströmventil auf.
Durch das Überströmventil kann in einfacher Weise zumindest eine unidirektionale Fluidzuführung erfolgen. Das Überströmventil ermöglicht dabei die automatische Ansteuerung gemäß den anliegenden Druckverhältnissen.
Insbesondere ist das Überströmventil als Überströmventil mit Rückströmung ausgebildet.
Über das Überströmventil mit Rückströmung kann die bidirektionale Fluidzuführung über jeweils einen Fluidkanal pro unidirektionaler Strömungsrichtung vorgesehen werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist das Überströmventil derart angeordnet, dass die Fluidzuführung aus dem Fluidreservoir über das Überströmventil in Richtung der Hauptversorgungsleitung gemäß dem Prinzip der Überströmung erfolgt.
Demnach ist der Fluidkanal des Überströmventils, der gemäß dem Überströmprinzip arbeitet, für die Fluidzuführung vom Fluidreservoir in Richtung der Hauptversorgungsleitung vorgesehen. Mit anderen Worten öffnet das Überströmventil automatisch bei Anliegen eines eingangsseitigen Mindestdrucks und entsprechender Druckdifferenz. Bei einem Überströmventil mit Rückströmung ist dann der Fluidkanal der Rückströmung der Fluidzuführung von der Hauptversorgungsleitung in Richtung des Fluidreservoirs zugeordnet.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Ansteuerung eines vorstehend beschriebenen Bremssystems, umfassend die Schritte:
Befüllen des Fluidreservoirs mit einem Fluid aus der Hauptversorgungsleitung über die Absperreinheit, wenn der Druck im Fluidreservoir geringer als der Druck in der Hauptversorgungsleitung ist, und Zuleiten eines Fluids aus dem Fluidreservoir in die Hauptversorgungsleitung über die Absperreinheit, wenn der Druck im Fluidreservoir größer als der Druck in der Hauptversorgungsleitung ist und eine Druckdifferenz zwischen dem Druck im Fluidreservoir und der Umgebung größer oder gleich einem vorbestimmten Mindestdruck ist.
Das Befüllen des Fluidreservoirs mit einem Fluid aus der Hauptversorgungsleitung kann immer erfolgen, wenn der Druck im Fluidreservoir geringer als der Druck in der Hauptversorgungsleitung ist, oder trotz entsprechender Druckdifferenz auch an weitere Voraussetzungen geknüpft sein. Beispielsweise kann das Befüllen nur dann vorgesehen sein, wenn der Druck im Fluidreservoir geringer als ein vorbestimmter Maximaldruck im Fluidreservoir ist und/oder der Druck in der Hauptversorgungsleitung geringer als ein vorbestimmter Hauptversorgungsleitungsmindestdruck ist. Dies kann auch davon abhängen, welche anderweitigen Luftverbraucher gerade aktiv betrieben werden oder in absehbarer Zeit aktiviert werden sollen.
Das Zuleiten eines Fluids aus dem Fluidreservoir in die Hauptversorgungsleitung kann zudem ebenfalls von weiteren Bedingungen abhängen. Beispielsweise kann die Zuleitung unterbunden werden, wenn der Druck in der Hauptversorgungsleitung größer als ein vorbestimmter Hauptversorgungsleitungsdruck ist. Entsprechende Bedingungen können auch an einen gerade ausgeführten oder in absehbarer Zeit auszuführenden Fährbetrieb gekoppelt sein.
In einer Ausgestaltung wird das Befüllen und/oder Zuleiten über die Absperreinheit automatisch, bevorzugt über ein Überströmventil, besonders bevorzugt über ein Überströmventil mit Rückströmung, ausgeführt.
Die Absperreinheit wird somit automatisch gemäß dem fluidreservoirseitig und hauptversorgungsleitungsseitig anliegenden Druck angesteuert. Folglich kann auf eine Steuerungseinheit zur Ansteuerung der Absperreinheit verzichtet werden. Eine solche Steuerungseinheit kann aber dennoch zusätzlich als weitere Sicherheitsebene und/oder zur Ansteuerung der Absperreinheit gemäß anderer Bedingungen als der Druckverhältnisse vorgesehen sein. Die bei vorstehender Beschreibung des Bremssystems beschriebenen Verfahrensmerkmale bzw. mit Verfahrensmerkmalen gleichsetzbare Vorrichtungsmerkmale betreffen gleichermaßen vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Schienenfahrzeug mit einem vorstehend beschriebenen Bremssystem, wobei über das Fluidreservoir zumindest eine Bremseinrichtung über die Bremssteuerungsleitung, insbesondere unabhängig von einem an der Absperreinheit anliegenden Druck oder einer an der Absperreinheit anliegenden Druckdifferenz mit einer vorbestimmten Mindestfluidmenge versorgbar ist.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung zum Bremssystem und dem Verfahren zur Ansteuerung des Bremssystems bzw. der Absperreinheit wird somit immer eine Mindestfluidmenge im Fluidreservoir für die Bremseinrichtung bzw. die die Bremseinrichtung umfassende oder ansteuernde Bremssteuerungseinheit vorgehalten. Die Mindestfluidmenge bemisst sich dabei nach der Anzahl der hierdurch ausführbaren bzw. auszuführenden Bremsvorgänge in Abhängigkeit des von der jeweiligen Bremseinrichtung benötigten Fluidmengenverbrauchs.
In einer Ausgestaltung sind weitere Fluidverbraucher, die von dem Fluidreservoir aus jenseits der Absperreinheit angeordnet sind, aus dem Fluidreservoir mit einem Fluid versorgbar, wenn der Druck im Fluidreservoir größer als der Druck in der Hauptversorgungsleitung ist und eine Druckdifferenz zwischen dem Druck im Fluidreservoir und der Umgebung größer oder gleich einem vorbestimmten Mindestdruck ist.
Somit ist das Fluidreservoir nicht auf die Versorgung der Bremssteuerungseinheit beschränkt, sondern es können auch weitere Fluidverbraucher, wie beispielsweise eine Luftfederung oder eine Sandungseinrichtung, über das Fluidreservoir versorgt werden. Sofern die weiteren Fluidverbraucher auch während eines Stillstands des Schienenfahrzeugs betrieben werden, kann der Mindestdruck für das Fluidreservoir bei Stillstand des Schienenfahrzeugs vorübergehend herabgesetzt oder auf null gesetzt werden, da für die Bremssteuerungseinheit kein Fluid vorgehalten werden muss. Vor einer Weiterfahrt ist dann jedoch das Fluidreservoir bevorzugt wieder auf den vorbestimmten Mindestdruck für einen aktiven Fährbetrieb aufzufüllen.
Die bei vorstehender Beschreibung des Bremssystems oder des Verfahrens beschriebenen Fahrzeugmerkmale bzw. mit Fahrzeugmerkmalen gleichsetzbare Vorrichtungs- und/oder Verfahrensmerkmale betreffen gleichermaßen vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Codemitteln, die, wenn sie auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt werden, diese dazu veranlassen, das vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Speichermedium zum Auslesen durch eine Datenverarbeitungseinheit, wobei das Speichermedium ein vorstehend beschriebenes Computerprogrammprodukt aufweist.
Mit dem Computerprogrammprodukt bzw. Speichermedium wird vorteilhafterweise die Möglichkeit geschaffen, bestehende Datenverarbeitungseinheiten zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens auszubilden. Somit kann auch ein Schienenfahrzeug das eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ausgebildet werden.
Die vorstehend und nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind nicht begrenzend auf den Gegenstand der Erfindung anzusehen. Vielmehr können weitere erfindungsgemäße Gegenstände durch Ergänzen, Weglassen oder Vertauschen einzelner Merkmale erhalten werden.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Im Einzelnen zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Bremssystems für ein Schienenfahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bremssystems 1 für ein Schienenfahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Das Bremssystem 1 umfasst eine Luftversorgung 10, die als Kompressor ausgebildet ist. Die durch die Luftversorgung 10 bereitgestellte Druckluft wird über eine Luftversorgungszuführung 11 als Fluidversorgungszuführung einer Hauptluftversorgungsleitung 12 als Hauptversorgungsleitung zugeführt. Von der Hauptluftversorgungsleitung 12 zweigt eine Bremssteuerungsleitung 13 ab, die zu einer Bremssteuerungseinheit 30 führt. Die Bremssteuerungseinheit 30 stellt somit einen Luftverbraucher der Hauptluftversorgungsleitung 12 dar. Auch wenn in Fig. 1 nur die Bremssteuerungseinheit 30 als Luftverbraucher gezeigt ist, können an der Hauptluftversorgungsleitung 12 noch weitere Luftverbraucher, wie beispielsweise eine Luftfederung oder eine Sandungseinrichtung, angeschlossen sein.
Von der Bremssteuerungsleitung 13 führt eine Luftbehälterleitung 14 als Fluidreservoirleitung zu einem Luftbehälter 20 als Fluidreservoir. Der Luftbehälter 20 kann über die Hauptluftversorgungsleitung 12 mit Luft befü lit werden. Bei entsprechender Befüllung kann die Bremssteuerungseinheit 30 dann auch bei Ausfall der Luftzuführung durch die Hauptluftversorgungsleitung 12 zumindest vorübergehend aus dem Luftbehälter 20 mit Luft versorgt werden.
Um sicherzustellen, dass in einem Fehlerfall oder anderweitigem Wegfall der Luftversorgung der Bremssteuerungseinheit 30 über die Hauptluftversorgungsleitung 12 der Bremssteuerungseinheit 30 eine für eine vorbestimmte Anzahl an Bremsvorgängen ausreichende Luftmenge aus dem Luftbehälter 20 zur Verfügung gestellt werden kann, ist ein Überströmventil 40 als Absperreinheit in der Bremssteuerungsleitung 13 angeordnet. Das Überströmventil 40 befindet sich in der Bremssteuerungsleitung 13 zwischen der Abzweigung der Luftbehälterleitung 14 und der Verbindung zur Hauptluftversorgungsleitung 12. Das Überströmventil 40 ist als Überströmventil mit Rückströmung ausgebildet.
Der Überströmventilweg, der sich öffnet, wenn ein vorbestimmter Mindestdruck und eine vorbestimmte Druckdifferenz anliegt, ist derart angeordnet, dass hierüber der Hauptluftversorgungsleitung 12 Luft aus dem Luftbehälter 20 zuführbar ist, wie dies durch den Pfeil in Fig. 1 angezeigt wird. Konkret erfolgt dies dann, wenn der luftbehälterseitige Druck größer als der vorbestimmte Mindestdruck für die Versorgung der Bremssteuerungseinheit 30 und größer als der Hauptluftversorgungsleitungsdruck ist. Durch die Luftzuführung aus dem Luftbehälter 20 in die Hauptluftversorgungsleitung 12 können hierüber weitere Luftverbraucher mit Luft versorgt werden, ohne dass die Luftversorgung 10 zugeschaltet oder mit voller Leistung betrieben werden muss. Die Zuführung der Luft aus dem Luftbehälter 20 in die Hauptluftversorgungsleitung 12 wird über das Überströmventil 40 automatisch beendet, wenn der vorbestimmte Mindestdruck für die Versorgung der Bremssteuerungseinheit 30 erreicht wird. Der Aktivierungsdruck des Überströmventils 40 entspricht somit dem vorbestimmten Mindestdruck. Wird dieser nicht mehr erreicht bzw. nicht überschritten, schließt das Überströmventil 40 den Überströmventilweg.
Die Rückströmung des Überströmventils 40 ermöglicht gleichzeitig die vom Überströmventilweg unabhängige Befüllung des Luftbehälters 20 mit Luft aus der Hauptluftversorgungsleitung 12 und Versorgung der Bremssteuerungseinheit 30. Der Rückströmungsweg sieht eine Luftzuführung aus der Hauptluftversorgungsleitung 12 in Richtung des Luftbehälters 20 und der Bremssteuerungseinheit 30 vor. Die Luftzuführung über den Rückströmungsweg erfolgt, wenn der Druck in der Hauptluftversorgungsleitung 12 größer als der Druck im Luftbehälter 20 ist. Andernfalls ist der Rückströmungsweg gesperrt.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere sind zu der Ausführungsform, anderweitig beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung beschriebene Merkmale untereinander kombinierbar, sofern sie sich nicht vernünftigerweise ausschließen. Insbesondere kann das Bremssystem auch auf eine Parkbremse oder eine Ansteuerung von Absenkzylindern einer Magnetschienenbremse angewendet werden. Zudem kann die Offenbarung bezüglich eines Fluidreservoirs und einer Absperreinheit unabhängig einer Anwendung für ein Bremssystem auch auf einen Pantographen als Stromabnehmer für Schienenfahrzeuge übertragen werden. Die auf das Bremssystem gerichteten Bremsbegrifflichkeiten sind in diesem Fall durch Begrifflichkeiten in Bezug auf einen Pantographen zu ersetzen.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Bremssystem
10 Luftversorgung (Fluidversorgung) 11 Luftversorgungszuführung (Fluidversorgungszuführung)
12 Hauptluftversorgungsleitung (Hauptversorgungsleitung)
13 Bremssteuerungsleitung
14 Luftbehälterleitung (Fluidreservoirleitung)
20 Luftbehälter (Fluidreservoir) 30 Bremssteuerungseinheit
40 Überströmventil (Absperreinheit)

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Bremssystem (1 ) für ein Schienenfahrzeug, aufweisend: eine Bremssteuerungseinheit (30), eine Hauptversorgungsleitung (12), eine Bremssteuerungsleitung (13), über die die Bremssteuerungseinheit (30) mit der Hauptversorgungsleitung (12) verbunden ist, ein Fluidreservoir (20), das über eine Fluidreservoirleitung (14) mit der Bremssteuerungsleitung (13) verbunden ist, und eine Absperreinheit (40), die zwischen der Verbindung der Fluidreservoirleitung (14) mit der Bremssteuerungsleitung (13) und der Verbindung der Bremssteuerungsleitung (13) mit der Hauptversorgungsleitung (12) in der Bremssteuerungsleitung (13) angeordnet ist, wobei die Absperreinheit (40) derart konfiguriert ist, dass eine Fluidzuführung aus dem Fluidreservoir (20) über die Absperreinheit (40) in Richtung der Hauptversorgungsleitung (12) ermöglicht wird, wenn der Druck im Fluidreservoir (20) größer als der Druck in der Hauptversorgungsleitung (12) ist und eine Druckdifferenz zwischen dem Druck im Fluidreservoir (20) und der Umgebung größer oder gleich einem vorbestimmten Mindestdruck ist.
2. Das Bremssystem (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der vorbestimmte Mindestdruck ein Aktivierungsdruck der Absperreinheit (40) ist.
3. Das Bremssystem (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorbestimmte Mindestdruck veränderlich ist.
4. Das Bremssystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mindestdruck kleiner als ein üblicher Druck in der Hauptversorgungsleitung (12), insbesondere kleiner 10 bar, bevorzugt kleiner 8,5 bar, ist.
5. Das Bremssystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mindestdruck größer als ein unterer Überwachungsgrenzwert, insbesondere größer als 6,0 bar, bevorzugt größer als 6,5 bar, ist.
6. Das Bremssystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Absperreinheit (40) derart konfiguriert ist, dass eine Fluidzuführung aus der Hauptversorgungsleitung (12) über die Absperreinheit (40) in Richtung des Fluidreservoirs (20) nicht durch die Absperreinheit (40) behindert wird, wenn ein hauptversorgungsleitungsseitiger Druck größer als ein fluidreservoirseitiger Druck ist.
7. Das Bremssystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Absperreinheit (40) ein Überströmventil (40) aufweist.
8. Das Bremssystem (1) nach Anspruch 7, wobei das Überströmventil als Überströmventil (40) mit Rückströmung ausgebildet ist.
9. Das Bremssystem (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Überströmventil (40) derart angeordnet ist, dass die Fluidzuführung aus dem Fluidreservoir (20) über das Überströmventil (40) in Richtung der Hauptversorgungsleitung (12) gemäß dem Prinzip der Überströmung erfolgt.
10. Verfahren zur Ansteuerung eines Bremssystems (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte:
Befüllen des Fluidreservoirs (20) mit einem Fluid aus der Hauptversorgungsleitung (12) über die Absperreinheit (40), wenn der Druck im Fluidreservoir (20) geringer als der Druck in der Hauptversorgungsleitung (12) ist, und
Zuleiten eines Fluids aus dem Fluidreservoir (20) in die Hauptversorgungsleitung (12) über die Absperreinheit (40), wenn der Druck im Fluidreservoir (20) größer als der Druck in der Hauptversorgungsleitung (12) ist und eine Druckdifferenz zwischen dem Druck im Fluidreservoir (20) und der Umgebung größer oder gleich einem vorbestimmten Mindestdruck ist.
11 . Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Befüllen und/oder Zuleiten über die Absperreinheit (40) automatisch, bevorzugt über ein Überströmventil (40), besonders bevorzugt über ein Überströmventil (40) mit Rückströmung, ausgeführt wird.
12. Schienenfahrzeug mit einem Bremssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei über das Fluidreservoir (20) zumindest eine Bremseinrichtung über die Bremssteuerungsleitung (13), insbesondere unabhängig von einem an der Absperreinheit (40) anliegenden Druck oder einer an der Absperreinheit (40) anliegenden Druckdifferenz mit einer vorbestimmten Mindestfluidmenge versorgbar ist.
13. Schienenfahrzeug nach Anspruch 12, wobei weitere Fluidverbraucher, die von dem Fluidreservoir (20) aus jenseits der Absperreinheit (40) angeordnet sind, aus dem Fluidreservoir (20) mit einem Fluid versorgbar sind, wenn der Druck im Fluidreservoir (20) größer als der Druck in der Hauptversorgungsleitung (12) ist und eine
Druckdifferenz zwischen dem Druck im Fluidreservoir (20) und der Umgebung größer oder gleich einem vorbestimmten Mindestdruck ist.
14. Computerprogrammprodukt mit Codemitteln, die, wenn sie auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt werden, diese dazu veranlassen, das Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 auszuführen.
15. Speichermedium zum Auslesen durch eine Datenverarbeitungseinheit, wobei das Speichermedium ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 14 aufweist.
EP23714737.6A 2022-04-27 2023-03-27 Bremssystem für ein schienenfahrzeug und verfahren zur ansteuerung eines solchen bremssystems Pending EP4514664A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022110263.7A DE102022110263A1 (de) 2022-04-27 2022-04-27 Bremssystem für ein Schienenfahrzeug und Verfahren zur Ansteuerung eines solchen Bremssystems
PCT/EP2023/057865 WO2023208493A1 (de) 2022-04-27 2023-03-27 Bremssystem für ein schienenfahrzeug und verfahren zur ansteuerung eines solchen bremssystems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4514664A1 true EP4514664A1 (de) 2025-03-05

Family

ID=85800851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23714737.6A Pending EP4514664A1 (de) 2022-04-27 2023-03-27 Bremssystem für ein schienenfahrzeug und verfahren zur ansteuerung eines solchen bremssystems

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4514664A1 (de)
DE (1) DE102022110263A1 (de)
WO (1) WO2023208493A1 (de)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51143213A (en) * 1975-06-04 1976-12-09 Japanese National Railways<Jnr> Air break apparatus to actas break pipe and air reservoir pipe
DE2553818A1 (de) 1975-11-29 1977-06-02 Wabco Westinghouse Gmbh Mehrkreis-schutzventil fuer mehrkreis- bremsanlagen in kraftfahrzeugen
DE3117645A1 (de) * 1981-05-05 1982-11-25 Knorr-Bremse GmbH, 8000 München "einrichtung zur druckluft-versorgung der druckluftanlage von schienenfahrzeugen"
DE4445146A1 (de) 1994-12-17 1996-06-20 Wabco Gmbh Schutzsystem für eine Druckmittelanlage
DE19537622B4 (de) * 1995-10-09 2006-11-23 Daimlerchrysler Ag Einrichtung für ein Schienenfahrzeug mit durchgehender Hauptluftleitung und Federspeicher-Feststellbremse
US6435623B1 (en) * 1997-10-10 2002-08-20 Ge Harris Railway Electronics, Llc Valve assembly for electrically controlled pneumatic brakes
DE10303922B4 (de) * 2003-01-31 2008-04-24 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Druckluftbetätigte Bremseinrichtung eines Schienenfahrzeugs
AT521879B1 (de) * 2018-10-16 2021-11-15 Siemens Mobility Austria Gmbh Pneumatische Bremse für ein Schienenfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023208493A1 (de) 2023-11-02
DE102022110263A1 (de) 2023-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2079619B1 (de) Druckluftversorgungsanlage und verfahren zur parameter-ermittlung der anlage
EP2197718B1 (de) Elektropneumatischer feststellbremsmodulator für anhängefahrzeug in einem fahrzeugzug
EP2197715B1 (de) Feststellbremsmodulator sowie verwendung eines bremsmodulators als feststellbremsmodulator
EP2121395B1 (de) Anhängefahrzeugbrems- und luftfederungsanlage
EP2754594B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Druckluft-Bremsanlage eines Fahrzeuggespanns
EP2098424B1 (de) Elektropneumatische Bremseinrichtung mit lastkorrigierter Bremsdruckregelung
EP1651492B1 (de) Elektronische druckluftanlage
DE10237102A1 (de) Integralbremsanlage für Motorräder
EP2298616B1 (de) Steuergerät und Verfahren zum Testen einer Ventileinrichtung einer elektrischen Feststellbremse
DE2437027A1 (de) Zweileitungs-zweikreisbremsanlage, drosselschaltung
EP1651491B1 (de) Vorrichtung zum wiederbefüllen von bremskreisen nach einem starken druckluftverbrauch und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE3835642A1 (de) Hydraulik-bremssystem fuer fahrzeuge
DE19955797A1 (de) Anhänger-Bremssteuerung
EP3112231A1 (de) Feststellbremsmodul, bremsanlage und fahrzeug damit sowie verfahren zum betreiben einer feststellbremseinrichtung mit einem solchen modul
DE2812131A1 (de) Hydraulisches fahrzeugbremssystem
WO2023208493A1 (de) Bremssystem für ein schienenfahrzeug und verfahren zur ansteuerung eines solchen bremssystems
DE202019103696U1 (de) System zur Verwaltung des Füllstands von Flüssiggas-Kraftstoff in einem Gasfahrzeug
DE102016223728A1 (de) Elektronisch schlupfregelbare Bremsanlage
EP2193966B1 (de) Feststellbremsanlage für ein Nutzfahrzeug
EP3847064B1 (de) Pneumatische bremse für ein schienenfahrzeug
DE102023136454A1 (de) Elektronisch steuerbares pneumatisches Bremssystem mit einem Umkehrrelaisventil zum Be- und Entlüften eines Federspeicherbremszylinders eines Fahrzeugs
DE19954584A1 (de) Schutzeinrichtung für Bremssysteme
DE2434677B2 (de) Bremssystem, insbesondere Eisenbahnwagen
DE60103528T2 (de) Vorrichtung und Verfahren für eine pneumatisch geregelte, abgestufte Bremsdruckverminderung für ein Güterzugbremssystem
DE102010016438B4 (de) Fahrzeugbremssystem für einen Einzelwagen eines Mehrwagenzuges sowie Verfahren zum Betreiben der Bremsen eines Einzelwagens eines Mehrwagenzuges

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20241127

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)