ES2292258T3 - Sistema de freno para un vehiculo ferroviario. - Google Patents

Abstract

Sistema de freno (100) para un vehículo ferroviario (1) con un conducto de depósito de aire principal (42), que es alimentado por una instalación de generación de aire comprimido (22), en el que a cada carro giratorio (3) está conducido al menos un conducto de aire comprimido (44), que está conectado a través de una válvula de retención (32) y un depósito de aire comprimido (33) con el conducto de depósito de aire principal (42), y que alimenta las válvulas de freno de funcionamiento para la impulsión de frenos (34, 35) del carro giratorio (3) o una unidad de control (31c) para el freno de acumulador de muelle y/u otras unidades de control 31 d, 31 e) para otros agregados auxiliares (36, 37), caracterizado porque el conducto de aire comprimido (44) está conectado, además, a través de una válvula de bloqueo (27) con el conducto del depósito de aire principal (42) y la válvula de retención (32) y el depósito de aire comprimido (33) están dispuestos en o junto al bastidor giratorio (3), estando configurados el bastidor y/u otros elementos constructivos del carro giratorio (3) al menos por secciones como depósito de aire comprimido (33).

Description

Sistema de freno para un vehículo ferroviario.

La invención se refiere a un sistema de freno para un vehículo ferroviario de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Se describe un sistema de freno de este tipo en la publicación EP 0 855 319 A2 así como en el documento RP 0 958 980 publicado posteriormente.

Los sistemas de freno modernos para vehículos ferroviarios comprenden tanto componentes que deben controlarse neumáticamente y/o hidráulicamente como también componentes que deben controlarse electrónicamente. En todo el sector ferroviario se emplean la mayoría de las veces sistemas neumáticos, por medio de los cuales se activan tanto las instalaciones de freno de los vehículos ferroviarios como también otros agregados auxiliares como frenos de acumuladores de resorte, lubricación de pestañas de ruedas, zapatas de limpieza, instalación de arenado, etc. A tal fin, el vehículo ferroviario presenta una instalación de generación de aire comprimido, que alimenta, en general, directamente a un conducto de depósito de aire principal así como, además, a través de una válvula de freno del tren, a un conducto de aire principal. La instalación de freno del vehículo de tracción y los agregados auxiliares son alimentados en este caso con aire comprimido a través del conducto del depósito de aire principal. A tal fin se activan también agregados auxiliares del convoy de tren como, por ejemplo, instalaciones de apertura de las puertas a través del conducto de depósito de aire principal. El conducto de aire principal alimentado a través de la válvula de freno del tren sirve para la activación de los frenos individuales de los vagones de un convoy de tren y se puede utilizar también como otra activación individual parta los sistemas de frenos del vehículo de tracción.

Sin embargo, una estructura de este tipo requiere instalaciones neumáticas amplias en el convoy de tren y especialmente entre los puestos de mando y los carros giratorios del vehículo de tracción. De esta manera, se limita la libertad de construcción en la configuración de vehículos ferroviarios de este tipo, puesto que se requiere una necesidad de espacio considerable. Otro inconveniente es el peso de estas instalaciones y el gasto necesario especialmente para el montaje. Una unidad de control neumático de este tipo se conoce, por ejemplo, a partir del documento EP 0 855 319 A2.

Se conocen a partir del documento DE-AS 21 05 564 y a partir del documento DE 28 01 778 A1 de la misma Firma solicitante, por ejemplo, frenos electro-neumáticos para vehículos ferroviarios. En los documentos US 5.503.469 y US 5.538.331 se describen, además, sistemas de frenos electro-neumáticos, en los que se emplean ordenadores centrales como unidad de control, para simplificar el sistema y ahorrar componentes, como por ejemplo micro-conmutadores. Además, el ordenador central permite un enlace de diferentes sistemas electro-neumáticos del vehículo por medio de una programación correspondiente. Por último, se conoce a partir del documento DE 28 40 262 C2 el procesamiento de datos de funcionamiento actuales en un ordenador central y tenerlos en cuenta en la activación de las instalaciones de freno.

El documento DE 38 33 922 A1 como también el documento EP 0 363 827 A2 de la misma Firma solicitante publican un sistema de freno para vehículos de carros giratorios ferroviarios, que presenta en cada uno de los carros giratorios una unidad de alimentación de presión hidráulica. En los sistemas de freno según los documentos US 4 753 174 y EP 0 526 871, el depósito de presión está integrado en el carro giratorio.

Se conoce a partir del documento DE 40 22 671 A1 un sistema de freno electrónico para vehículos de carretera, cuya electrónica está configurada de forma centralizada, con un módulo central y varios módulos de ruedas. Además, en el documento DE 43 39 570 A1 se describe un sistema de freno electrónico para automóviles o bien vehículos de carretera, que presenta un módulo central y los circuitos de freno o módulos de freno asociados a grupos de ruedas o bien a ruedas, que reciben valores teóricos de la presión de freno predeterminados por el módulo central. El pedal del freno está conectado con un cilindro de freno principal. El módulo central debe realizar cálculos ABS-ASR y es competente para la distribución de la fuerza de frenado sobre las ruedas del vehículo de carretera. Además, el documento DE 196 34 567 A1 describe un sistema de freno electrónico para automóviles.

El documento DE 26 11 924 C2 describe un carro giratorio de cuna para vehículos ferroviarios de alta velocidad, en el que los ejes están apoyados sobre la carcasa de cojinete axial por medio de un muelle primario en el bastidor del carro giratorio aproximadamente en forma de H y están articulados por medio de bielas de láminas de resorte en el mismo. La cuna descansa sobre muelles neumáticos sobre el soporte del muelle. Los muelles neumáticos son impulsados con aire comprimido desde depósitos adicionales de aire dispuestos en la cuna. Además, el documento WO 93/01076 describe un carro giratorio para vehículos ferroviarios de alta velocidad con un depósito adicional de aire fijado en el soporte de la cuna.

Además, el documento DE 43 22 716 A1 publica un bastidor para vehículos industriales, que está constituido por un bastidor parcial de eje delantero, un bastidor parcial central y un bastidor parcial de eje trasero. El bastidor parcial de eje delantero y el bastidor parcial de eje trasero están constituidos por segmentos de soportes longitudinales conectados con soportes transversales. El segundo bastidor parcial central asume la función de los soportes longitudinales propiamente dichos y conecta el primer bastidor parcial con el tercer bastidor parcial. En este caso, partes estructurales cerradas de los segmentos de soportes longitudinales del bastidor parcial central pueden estar configuradas como acumuladores de medios de funcionamiento. Además, el documento DE 39 40 259 A1 publica depósitos de medios de presión que están dispuestos en un automóvil o bien en un turismo en perfiles de soporte.

Se propone en el documento DE 195 10 755 A1 una instalación para la detección y supervisión de la acción de frenado de un vehículo motor ferroviario en el caso de un frenado de emergencia. Para conseguir un proceso de freno sin retardo en una instalación de freno para un convoy de tren, que está constituido por varias unidades de tren en cada caso con al menos un vehículo motor y varios vehículos de tracción correspondientes, y para evitar un funcionamiento innecesario de las válvulas de regulación en el convoy de tren, se propone en el documento DE 197 39 444 A1 que para la impulsión sincronizada con medios de presión del conducto de presión a través de válvulas de regulación, el bus de tracción esté en comunicación bidireccional con un aparato de mando, en el que el bus de tracción activa las válvulas de freno en el convoy de tren para la activación sincronizada de los frenos.

El documento EP 0 855 319 A2 describe un sistema de frenos para un vehículo ferroviario con un conducto de depósito de aire principal, que es alimentado por una instalación de generación de aire comprimido, en el que a cada carro giratorio está asociado al menos un conducto de aire comprimido, que está conectado a través de una válvula de retención y un depósito de aire comprimido con el conductor del depósito de aire principal, y que alimenta las válvulas de freno para la impulsión de frenos del carro giratorio o una unidad de control para el freno de acumulador de muelle y/u otras unidades de control para otros agregados auxiliares.

En la solicitud de patente alemana DE 195 13 004 A1 se propone, para la simplificación del sistema, una agrupación de los elementos de control y/o de supervisión electrónicos y neumáticos o hidráulicos del sistema de freno en una unidad en el puesto de mando. Este tipo de construcción tiene la ventaja de que se reduce el gasto de instalación al menos en la estructura del vehículo. Sin embargo, en esta forma de construcción es necesario un entubado amplio entre el puesto de mando y los carros giratorios del vehículo ferroviario, para posibilitar la activación neumática de los agregados de freno y de los agregados auxiliares.

Además, tales sistemas de freno para un vehículo ferroviario deben disponer de instalaciones de freno de emergencia, a través de las cuales se puede llevar el vehículo ferroviario en el caso de interferencia de una manera fiable a la parada. A tal fin, los sistemas de freno convencionales presentan instalaciones neumáticas, que emplean los frenos del vehículo, por ejemplo, en el caso de activación de un freno de emergencia. Esto se realiza, por ejemplo, a través de conductos de activación puramente neumáticos o a través de conductos de señalización eléctricos, que activan válvulas de freno de emergencia, que trabajan según el principio de corriente de reposo.

Este sistema, que ha dado buen resultado, en general, en la práctica, presenta, sin embargo, el inconveniente de que es necesario un gasto considerable para la realización. Los vehículos que están equipados con una línea de señales eléctricas del freno de emergencia deben equiparse con elementos puramente mecánico-neumáticos para la adaptación de la fuerza de frenado a las particularidades, por ejemplo al estado de carga. A tal fin, además de componentes neumáticos costosos, es necesario también un tendido amplio de tuberías.

Además, son necesarios dispositivos que actúan sobre el sistema neumático en un número considerable, para que también un acompañante pueda introducir una señal de freno de emergencia. Aunque en otro lugar en el sistema de aire comprimido aparezca una interferencia, debe iniciarse de forma automática un frenado de emergencia.

El sistema de emergencia conocido requiere un gasto de instalación considerable. Esto repercute de una manera desfavorable sobre los costes de material y de montaje. Otro inconveniente es que este sistema es relativamente pesado, lo que repercute de una manera desfavorable sobre el consumo de energía durante el funcionamiento del vehículo ferroviario.

La invención tiene el cometido de preparar un sistema de freno para un vehículo ferroviario, que se caracteriza por una estructura simplificada y de coste favorable.

Este cometido se soluciona a través de la configuración de un sistema de freno del tipo indicado al principio para un vehículo ferroviario con las características de la reivindicación 1.

A través de la descentralización estructural del sistema de freno, la válvula de retención y el depósito de aire comprimido están dispuestos allí donde despliegan su acción.

Cuando en o junto al carro giratorio está dispuesta una válvula de retención de un conducto de aire comprimido, que está prevista para la alimentación de aire comprimido desde el conducto del depósito de aire principal hacia válvulas de frenado de funcionamiento para la impulsión de frenos del carro giratorio o bien para la alimentación de la unidad de control para el freno del acumulador de resorte y/u otras unidades de control para otros agregados auxiliares, se puede preparar un módulo de carro giratorio, que presenta de forma integral instalaciones esenciales necesarias para el control de un sistema de freno. Un carro giratorio de este tipo puede construir de una manera ventajosa esencialmente a la reducción del gasto de montaje para un vehículo ferroviario.

De una manera especialmente ventajosa se puede reducir, por lo tanto, el gasto de instalación entre el puesto de mando y un carro giratorio. En este caso, a través de al menos un conducto de aire comprimido se pueden accionar, además del freno de funcionamiento, también agregados auxiliares. De esta manera, se simplifica esencialmente el sistema y el gasto de material y de montaje es más reducido que en los tipos de construcción conocidos. Además, con ello se puede reducir también el peso de toda la disposición.

Puesto que el bastidor u otros elementos constructivos del carro giratorio están configurados al menos por secciones como depósitos de aire comprimido, se puede reducir adicionalmente la necesidad de espacio en esta zona. En este caso, se aprovecha la estructura del bastidor del carro giratorio configurado la mayoría de las veces como construcción soldad de una manera especialmente favorable. Los espacios huecos que están presentes en el bastidor del carro giratorio son utilizados, además de su utilidad estática, también para una utilización adicional. Con ello se reduce también el gasto de construcción, puesto que no debe disponerse ningún depósito de aire comprimido adicional en esta zona. La hermeticidad necesaria para el alojamiento del aire comprimido se puede conseguir en este caso con medios convencionales a través de soldadura hermética, etc. Este carro giratorio de acuerdo con la invención se caracteriza por una utilidad funcional múltiple. Así, por ejemplo, sirve de una manera habitual adicionalmente para el alojamiento de los ejes y para el soporte de la carga aplicada a través de la caja del vagón. Adicionalmente sirve también como cuerpo hueco, en el que se puede acumular aire comprimido. El carro giratorio de acuerdo con la invención representa, por lo tanto, un módulo especialmente ventajoso para la simplificación de un vehículo ferroviario. De este modo se pueden conseguir ventajas constructivas, técnicas de montaje y financieras esenciales.

De una manera especialmente ventajosa, una descentralización de la unidad electrónica de control del freno por medio de las unidades electrónicas locales de control del freno en los carros giratorios permite también un desplazamiento de las instalaciones neumáticas necesarias al carro giratorio, con lo que se reduce esencialmente el gasto para el entubado. El cometido del sistema neumático se limita, por lo tanto, de acuerdo con la invención a la introducción de las funciones deseadas en el lugar, es decir, en el carro giratorio, mientras que la activación de estas funciones se puede realizar a través del sistema electrónico. Para el cableado eléctrico necesario a tal fin es necesario un gasto esencialmente más reducido que para la activación neumática en el estado de la técnica. En particular, de esta manera se puede reducir esencialmente la necesidad de espacio para las instalaciones de control y también el peso. Además, se reduce también en una medida considerable el gasto de montaje. El gasto de construcción para todo el sistema se reduce de esta manera adicionalmente, pudiendo conseguirse una estructura modular de las instalaciones de control descentralizadas con montaje previo en los carros giratorios.

Otra ventaja consiste en que con ello se eleva también la fiabilidad del sistema. Si falla en el sistema de freno de acuerdo con la invención una unidad de control de freno local individual de varias unidades, entonces esto no perjudica todavía en una medida decisiva la capacidad funcional de todo el sistema de freno de un convoy de tren.

Puesto que están presentes en el lado de entrada de la unidad de control de freno local señales de la unidad de previsión, que puede ser controlada por el conductor de la locomotora y señales de instalaciones locales para la detección de variables de funcionamiento actuales -como resbalamiento, carga de los ajes, número de revoluciones de las ruedas, retardo real y carga del carro giratorio- y/o señales de instalaciones para la supervisión y conducción funcional automática (ATO, ATC, ATP), estas señales pueden ser tenidas en cuenta en el proceso de frenado respectivo de una manera ventajosa. El comportamiento de frenado del vehículo ferroviario y del convoy de tren se puede controlar de este modo de una forma todavía más exacta. En particular, con ello se pueden intercambiar datos funcionales actuales entre los módulos descentralizados individuales, con lo que se eleva adicionalmente la estabilidad del convoy de tren en el caso de frenado. El comportamiento de frenado del vehículo ferroviario se puede mantener de esta manera comparable también en diferentes vehículos ferroviarios y en diferentes condiciones ambientales, lo que eleva esencialmente la comodidad, por ejemplo, en trenes de viajeros.

Cuando las señales de freno son conducidas a través de un bus de datos central del vehículo ferroviario hacia al menos un puerto que está configurado como interfaz adecuada, desde donde se transmiten estas señales o bien señales de frenado correspondientes a través de un bus central de datos de freno a las unidades locales de control de freno, se pueden combinar entre sí vehículos ferroviarios de diferente tipo de construcción con diferente técnica de mando del vehículo y se puede utilizar en común el sistema de freno de acuerdo con la invención. El puerto configurado como interfaz permite en este caso una adaptación del formato de los datos al tipo respectivo de vehículo ferroviario o bien a su lógica de control.

En cambio, cuando solamente se conectan vehículos ferroviarios con una técnica de mando del mismo tipo de construcción, las señales de freno se pueden transmitir de una manera más ventajosa de forma alternativa directamente desde el bus central de datos del vehículo ferroviario hacia las unidades locales de control de freno. De esta manera se reduce el gasto de construcción adicionalmente para el sistema de freno.

Otra ventaja es que la unidad local de control de freno está colocada en lo que se refiere axialmente y/o en lo que se refiere al carro giratorio en el carro giratorio o en la caja del vagón en la zona del carro giratorio. Entonces este módulo se puede montar previamente, con lo que se simplifica el montaje de todo el sistema. Además, con ello se consigue que la unidad local de control de freno esté dispuesta en la proximidad de la zona, en la que debe desplegarse su acción. Con ello se reduce el gasto para la logística de control y especialmente se requieren solamente vías de conducción cortas.

Cuando la instalación local para la detección de variables de funcionamiento actuales está dispuesta en la rueda y/o en el eje y/o en el carro giratorio, también aquí se pueden detectar estos datos in situ y se pueden conducir por una vía corta a la unidad local de control de freno. De esta manera se pueden evitar los conductos de comunicación largos con el peligro implicado con ello de deterioro de los mismos y se pueden utilizar los datos directamente.

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Otra ventaja es que la unidad local de control de freno respectiva dispone de datos, por medio de los cuales se puede llevar a cabo un enlace de señales de las instalación de previsión con señales de la instalación de detección de variables de funcionamiento. Entonces se pueden utilizar estas informaciones de una manera efectiva para la optimización del proceso de frenado.

Cuando por medio de los datos presentes en la unidad local de control de freno se lleva a cabo una conversión de las señales de freno, de tal manera que se puede conseguir un desgaste lo más uniforme posible de los frenos, se pueden incrementar los intervalos de mantenimiento para el vehículo ferroviario. A través del desgaste uniforme de los frenos se aprovechan éstos, además, de una manera óptima, puesto que los frenos son sustituidos, en general, siempre en un vehículo ferroviario individual, aunque algunas de las zapatas de freno no estén todavía desgastada. Con ello se consiguen efectos de ahorro ventajosos.

Puesto que las unidades locales de control de freno, el aparato de control del tren, las instalaciones de previsión en los puestos de mando, los carros giratorios y las instalaciones de detección de variables locales de funcionamiento están conectadas entre sí a través de un bucle de seguridad, se puede preparar, además, un sistema de freno de emergencia fiable. A partir de ello se eleva adicionalmente la seguridad del sistema de freno.

Cuando la unidad local de control de freno presenta una electrónica de control loca, una instalación "a prueba de fallos" y un control de presión, se puede realizar también en el caso de un frenado de emergencia un frenado controlado, que tiene en cuenta, por ejemplo, variables características actuales, como también una regulación de protección contra resbalamiento. Por lo tanto, este sistema se puede realizar de una manera fiable, por ejemplo, un frenado de seguridad, en el que la longitud del recorrido de frenado no tiene con frecuencia ninguna importancia especial.

Otra ventaja es que el control de la presión presenta de una manera preferida dos válvulas electro-neumáticas conectadas en serie para la regulación de la presión de frenado a través de la aireación o bien la ventilación de acuerdo con el valor teórico de la señal de frenado existente y de acuerdo con la información de protección contra resbalamiento presente. Por medio de las dos válvulas conectadas en serie se pueden regular todavía mejor las relaciones de presión deseadas o los tiempos de reacción deseados.

Cuando las dos válvulas están realizadas como válvulas electromagnéticas con preferencia con una potencia más reducida, se puede mantener reducido el consumo de circuito, pudiendo alcanzarse, sin embargo, tiempos de reacción rápidos.

Puesto que el control de la presión presenta un amplificador de rendimiento que está dispuesto aguas debajo de las dos válvulas, se puede preparar en los cilindros de frenado una presión neumática suficiente o bien un caudal de fluido suficiente. De este modo se pueden conseguir, además, características de conmutación todavía mejoradas en el sistema de freno de acuerdo con la invención.

Además, de acuerdo con la invención, se puede realizar un sistema de freno de emergencia fiable con gasto de construcción más reducido, cuando se activa un frenado de emergencia con la ayuda de una señal eléctrica, siendo supervisada la activación del frenado de emergencia por una instalación "a prueba de fallos", que activa un plano de retorno en el caso de que el frenado de emergencia no sea iniciado de forma correcta. De este modo, el sistema de frenado de emergencia caracterizado esencialmente por componentes neumáticos de los tipos de construcción conocidos se puede sustituir por un sistema, en el que la activación del sistema de frenado de emergencia utiliza las capacidades del control electrónico del vehículo ferroviario para el inicio y realización de un frenado de emergencia. La señal eléctrica de frenado de emergencia se aprovecha para la activación del frenado de emergencia y se supervisa en este caso por una instalación "a prueba de fallos". Con ello se asegura que en el caso de que la electrónica de control no funcione de forma correcta, se inicie, sin embargo, un frenado de emergencia, puesto que a través de la instalación "a prueba de fallos" se puede activar un plano de retorno.

Por lo tanto, la presente invención posibilita un sistema de seguridad especialmente seguro. Además, el gasto de instalación y la necesidad de espacio para la línea eléctrica son esencialmente más reducidos que para el conducto neumático en sistemas convencionales. Además, se puede reducir esencialmente el peso de toda la instalación de seguridad. El sistema de freno de acuerdo con la invención se puede fabricar, por lo tanto, más rápidamente y con un coste más favorable.

Puesto que en el funcionamiento libre de freno de emergencia se transmite la señal eléctrica mencionada anteriormente en forma de una señal de funcionamiento normal a través de una línea eléctrica de seguridad, se puede fabricar de una manera sencilla un sistema de supervisión de interferencias constantemente disponible y fiable. En oposición al sistema neumático, en el que existe constantemente una presión funcional determinada, que se mantiene con instalaciones costosas, se puede preparar la señal eléctrica con instalaciones conocidas de una manera sencilla.

Es ventajoso que en el caso de freno de emergencia, una señal de freno de emergencia correspondiente o una omisión de la señal de funcionamiento normal active un frenado de emergencia. En este caso existe la posibilidad de activar un frenado de emergencia de este tipo de forma tanto pasiva como también activa. En efecto, si se interrumpe la línea para la señal eléctrica en el convoy de tren, por ejemplo debido a un desprendimiento de un vehículo o similar, entonces esto conduce de una manera automática, sin la actuación adicional de una persona, a un frenado de emergencia. Sin embargo, también es posible adicionalmente a través del conductor del tren o a través de un viajero, inicial una señal de freno de emergencia correspondiente o provocar la interrupción de la señal eléctrica. La interrupción de la señal de funcionamiento normal es en este caso la variante más sencilla en cuanto a la construcción.

A través de la utilización del control electrónico también para frenados de emergencia, en oposición a los sistemas de freno convencionales, se pueden utilizar también los mismos servo elementos (válvulas electro-neumáticas) para la regulación de la presión de frenado de emergencia. De esta manera, se reduce adicionalmente el gasto de construcción. Las presiones deseadas se pueden regular de este modo muy bien.

Puesto que en el funcionamiento normal, la activación de las válvulas de freno de funcionamiento así como la activación de la unidad de control para el freno de acumulador de muelle y/o de las otras unidades de control para los otros agregados auxiliares se lleva a cabo a través de unidades electrónicas locales de control del freno, que están conectadas entre sí a través de un bus de datos de freno común, se puede adaptar el comportamiento de frenado a los ejes individuales entre sí. El proceso de frenado se puede controlar, por lo tanto, todavía mejor. Esto posibilita especialmente una consideración de las variables específicas del vehículo, como por ejemplo el tipo, longitud y peso del convoy de tren. Esto es especialmente conveniente en el caso de frenados de emergencia del conductor o de frenados de seguridad, para asegurar en el caso de fallo de instalaciones técnicas de freno un mantenimiento de las condiciones establecidas. Para este tipo de frenado debe garantizarse una cierta seguridad, sin que sea necesaria siempre una vía de frenado lo más corta posible. Este tipo de frenado asegura, por lo tanto, que el vehículo se puede parar, siendo controlable una carga de un pasajero en virtud de los retardos producidos en el vehículo ferroviario en ciertos límites.

Cuando el sistema de freno presenta un conducto de aire principal, que es alimentado a través de una válvula de freno de tracción desde la instalación de generación de aire comprimido, que activa el freno a través de una válvula de control, se puede aplicar la invención también en un vehículo ferroviario configurado de esta manera.

Puesto que se alimenta a los frenos durante la activación una presión de frenado previamente ajustada, se asegura que se pueda preparar una presión de frenado suficiente, cuando es necesario un frenado de emergencia.

Si la presión de frenado preajustada es una presión ajustada fijamente, que permanece inalterada durante el funcionamiento, entonces se puede reducir adicionalmente el gasto de construcción para el sistema de frenado, puesto que se puede prescindir de elementos de control.

Cuando la presión de frenado está adaptada a la carga del vehículo, se puede realizar el proceso de frenado de una manera todavía más selectiva y controlada.

Además, la invención puede preparar un sistema de freno para un vehículo ferroviario, en el que se reduce el gasto de construcción para el sistema de activación del freno de funcionamiento y de los eventuales agregados auxiliares, puesto que la válvula de retención y el depósito de aire comprimido están dispuestos en o junto al carro giratorio. A través de esta descentralización constructiva del sistema de freno se pueden disponer, por lo tanto, las instalaciones necesarias para la función allí donde deben desplegar también realmente su actuación. Puesto que con ello solamente es necesario entre cada carro giratorio y la estructura del vehículo todavía un conducto de alimentación desde el conducto de depósito de aire principal, se reduce el gasto de construcción en una medida esencial entre estas zonas.

Otra ventaja consiste en que de esta manera se obtienen vías de tubos muy cortas en el carro giratorio, por ejemplo para la distribución de la presión de activación sobre los ejes individuales. De este modo, se pueden reducir tanto los costes de material como también el peso de la disposición.

Además, es ventajoso que la válvula de retención y el depósito de aire comprimido se puedan montar previamente en el carro giratorio y con ello se simplifica en una medida esencial el montaje final del vehículo ferroviario. De esta manera se pueden conseguir ciclos de fabricación más favorables, lo que repercute de una manera ventajosa en lo que se refiere a la duración de la fabricación u los costes.

El sistema de freno de acuerdo con la invención posibilita, además, una simplificación logística esencial frente a los sistemas conocidos, con lo que se puede supervisar de una manera más fiable y sencilla.

En este caso, es ventajoso que con ello está disponible en la estructura del vehículo más espacio para otras instalaciones. La disposición de la válvula de retención y del depósito de aire comprimido en el carro giratorio es en este caso relativamente no problemática, puesto que aquí está presente espacio suficiente. Por lo tanto, se amplían las posibilidades de construcción para la configuración del vehículo ferroviario.

Cuando al menos otra unidad de control es utilizada como unidad de supervisión para la supervisión de la activación de un frenado de emergencia, esto ofrece la ventaja de una seguridad elevada frente a fallo. El conducto de seguridad de frenado de emergencia está conectado con la unidad de control y con la instalación "a prueba de fallos". Esta última supervisa como primera instancias de control una señal de salida de la unidad de control, para asegurar que la unidad de control ha iniciado de forma correcta el frenado de emergencia controlado. Si éste no fuera el caso, entonces se lleva a cabo una conmutación al plano de retorno neumático, es decir, que se provoca un frenado de emergencia neumático del sistema. El empleo de otra unidad de control como unidad de supervisión adicional o bien de otra instancia de control ayuda a asegurar que solamente deba realizarse una conmutación a plano de retorno neumático realmente en el caso de emergencia absoluta y posibilita, además, una verificación mejorada y una regulación en función de la carga de un frenado de emergencia iniciado correctamente, de manera que se pueden tener en cuenta de una manera diferenciada los datos específicos del vehículo o bien las variables de funcionamiento actuales durante la realización del frenado de emergencia en virtud de los valores comparativos de la unidad de supervisión adicional o bien de la segunda instancia de control, lo que da como resultado, por ejemplo, una regulación mejorada del resbalamiento y, por lo tanto, un aprovechamiento óptimo del valor de adhesión para la consecución de un recorrido de frenado requerido y ayuda a evitar adicionalmente puntos débiles así como los costes de reparación implicados con ello. Además, de esta manera se garantiza un frenado de emergencia seguro incluso en el caso de un fallo de la primera unidad de supervisión. La otra unidad de supervisión o bien la segunda instancia de control pueden estar alojadas en este caso de una manera preferida en otro segundo carro giratorio.

De acuerdo con otro aspecto, se prepara una unidad de control de freno para un sistema de freno de un vehículo ferroviario, que se caracteriza porque la unidad de control de freno está dispuesta en el carro giratorio, siendo alimentadas a la unidad de control de freno señales de freno a través de un segundo bus de datos de freno, y estando prevista la unidad de control de freno para la activación de válvulas de freno de funcionamiento y/o para la activación del freno del acumulador de resorte y/o para la activación de otros agregados auxiliares.

La unidad de control de freno se puede prever de esta manera como un módulo autónomo en sí en el carro giratorio y posibilita libertad de construcción con respecto a la estructura del vehículo. Por lo demás, con esta unidad de control de freno se pueden conseguir las ventajas adicionales descritas anteriormente.

A continuación se explica en detalle la invención en ejemplos de realización con la ayuda de las figuras del dibujo. En este caso:

La figura 1 muestra una estructura esquemática del sistema de freno de acuerdo con la invención.

La figura 2 muestra una visión esquemática de conjunto sobre instalaciones de detalle del sistema de freno de acuerdo con la invención en un carro giratorio.

La figura 3 muestra la instalación electroneumática de control de presión del sistema de freno en detalle.

La figura 4 muestra una representación esquemática del módulo de freno neumático.

La figura 5 muestra una representación esquemática de las vías de las señales para un sistema de freno de acuerdo con la invención; y

La figura 6 muestra otra representación del sistema de freno de acuerdo con la invención.

De acuerdo con la representación esquemática mostrada en la figura 1, un vehículo ferroviario 1 presenta esencialmente una estructura de vehículo 2 y en el presente ejemplo de realización tres carros giratorios 3. El vehículo ferroviario 1 se representa aquí como vehículo de tracción, pudiendo estar acoplados otros vehículos accionados o no accionados para la configuración de un convoy de tren.

En la figura 1 se muestra una activación electrónica del sistema de freno del vehículo ferroviario 1. Una unidad de control central 21 y una instalación de generación de aire comprimido 22 están dispuestas en la estructura del vehículo 2. La unidad de control central 21 recibe a través de un bus de datos del vehículo 23 unos datos de funcionamiento sobre todo el vehículo ferroviario o bien desde todo el convoy de tren. Los datos de control derivados a partir de ello para el sistema de freno del vehículo ferroviario son transmitidos a través de un bus de datos de freno 24 hasta la instalación de generación de aire y hasta las unidades locales de control 31 y opcionalmente a otros módulos funcionales existentes en los carros giratorios 3. A través de unidades de control 25 se pueden conducir estos datos también a otros vehículos de un convoy de tren. Las instalaciones neumáticas se deducen a partir de la figura 2.

En la figura 2 se representa con más detalle una forma de realización de un sistema de freno 100. El sistema de freno 100 se extiende en este caso, en general, sobre tres planos del vehículo ferroviario 1, que están identificados en la figura 2 sobre el lado derecho con letras romanas I, II y III. En la zona delimitada con I se representan las instalaciones dispuestas en la estructura del vehículo. II muestra los dispositivos dispuestos en la caja del vagón, mientras que III muestra los módulos eléctricos y neumáticos dispuestos en un carro giratorio.

Adicionalmente a las líneas eléctricas, en la figura 2 se muestran también los conductos neumáticos. Así, por ejemplo, un módulo de freno neumático 160 es alimentado por un conducto de aire comprimido 111 y en esta forma de realización por un conducto de control neumático 112. El conducto de control neumático 112 y el conducto de aire comprimido 111 actúan en este caso sobre una válvula de control 113 con limitación de la presión en función de la carga y con un dispositivo de bloqueo, que está dispuesto en la caja del vagón. La presión neumática en el conducto de aire comprimido 111 se apoya, además, en una instalación tampón 114 para la presión de alimentación con un dispositivo de bloqueo, que está dispuesto de la misma manera en la caja del vagón.

Las presiones de salida de la válvula de control 113 y de la instalación tampón 114 son alimentadas a un control de la presión 161 en el carro giratorio. Este control de la presión 161 ajusta la presión deseada del cilindro de freno en un lugar de salida C a través de una instalación de control de la presión 162 electroneumática, un módulo de conmutación 163 y una válvula de relé 164 que actúa como amplificador de caudal. Esta presión de salida es supervisada por un sensor de presión 165.

El control de presión 161 actúa, además, sobre una unidad de activación 166 para un freno de aparcamiento P.

La unidad de control de freno 150 local dispuesta en el carro giratorio presenta una electrónica de control 151 y una unidad de supervisión "a prueba de fallos" 152.

Como se deduce a partir de la figura 2, la unidad de control 151 es alimentada a través del bus de datos de freno 24 con señales de control desde la unidad central de control de freno 21. Además, un bucle 171 conecta una línea de seguridad de freno de emergencia 170 con la unidad de control 151 y con la unidad de supervisión "a prueba de fallos" 152. La unidad de control 151 controla la instalación de control de la presión 162 electroneumática. Si se indica a través del bucle 171 que es necesario un frenado de emergencia, la unidad de supervisión "a prueba de fallos" 152 supervisa, además, una señal de salida de la unidad de control 151 para asegurar que la unidad de control 151 ha introducido de forma correcta el frenado de emergencia.

Si éste no es el caso, entonces la unidad de supervisión a prueba de fallos 152 actúa directamente sobre el módulo de conmutación 163 y provoca una conmutación sobre el plano de retorno neumático, es decir, un frenado de emergencia neumático del sistema.

Cuando la unidad de control 151 ha introducido un frenado de emergencia correcto, éste es realizado de forma controlada, es decir, que se pueden tener en cuenta los datos específicos del vehículo y/o las variables de funcionamiento específicas del vehículo durante la realización del frenado de emergencia, por ejemplo de la misma manera que una regulación del resbalamiento.

Como se representa, además, en la figura 2, la unidad central de control de freno 21 puede estar conectada de la misma manera con la línea de seguridad de freno de emergencia 170, con el fin de actuar a través del bus de datos de freno 24 sobre la unidad de control descentralizada 151. En una configuración correspondiente de la unidad de control electrónico 151 para el procesamiento de datos adicionales de este tipo, es posible, sin embargo, también que está ejecute el frenado de emergencia de una manera independiente y descentralizada de la unidad central de control de freno 21.

La figura 2 muestra la estructura del sistema en un eje de marcha o bien en un carro giratorio del vehículo ferroviario 1. Los componentes dispuestos en la caja del vagón y especialmente las instalaciones previstas en el carro giratorio están previstas en cada caja de vagón individual o bien en cada carro giratorio, siendo necesaria la unidad central de control de freno 21 en el lado de la estructura del vehículo solamente una vez por vehículo o convoy de tren.

A continuación se explica en detalle la función y la estructura del módulo descentralizo de control de freno. Ejecuta las siguientes funciones en un carro giratorio:

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ajuste regulado de una presión del cilindro de freno requerida para el carro giratorio o para cada eje individual;

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protección contra resbalamiento: detección y evaluación de los números de revoluciones del eje o bien de la rueda. En el caso de que aparezcan valores de resbalamiento inadmisiblemente altos durante el frenado se calcula una modificación rápida de la presión de cilindro de freno ajustada en el carro giratorio o en el eje y se corrige rápidamente de una manera correspondiente la presión del cilindro de frenado;

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determinación del estado de carga del carro giratorio, por ejemplo a partir de las dos presiones del fuelle del muelle; y

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supervisión y diagnosis de todos los componentes electroneumáticos y sensores influenciados.

El módulo de control de freno descentralizado de acuerdo con esta forma de realización está concebido para la activación de cilindros de freno activos. Como ya se ha explicado anteriormente, el módulo descrito a modo de ejemplo se compone de un grupo estructural de válvula compacta, una electrónica de detección adaptada a la función de control así como un grupo estructural de supervisión, que es necesario para la garantía de la seguridad técnica de señalización del módulo. A este módulo pueden pertenecer, además de los componentes mecánicos, también un software funcional normalizado. El módulo de control de freno recibe una solicitud de frenado de una manera preferida a través de dos vías de señales: el bus del sistema de freno y el bucle de freno de emergencia.

Cada solicitud de frenado es asistida en este caso de forma electroneumática por medio de la electrónica de control y de válvulas electromagnéticas correspondientes como servo elementos. De esta manera, se lee también la señal del bucle de frenado de emergencia por la electrónica de control y se procesa adicionalmente. Un frenado activado a través de esta vía de señales está corregido por la carga y está apoyado a través de la protección contra resbalamiento.

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En el caso de una interferencia funcional grave del control electrónico / electro neumático, el módulo de control de freno dispone, además, del plano de retorno realizado de forma puramente neumática que, en el caso de una solicitud de frenado, activa a través del bucle de frenado de emergencia una presión de frenado fija, que no está corregida por la carga y que no presenta tampoco ninguna regulación de la protección contra resbalamiento.

La figura 3 muestra una parte de la instalación de control de la presión electro neumática 162 y especialmente las dos válvulas electro neumáticas 180 y 181 conectadas en serie. En este caso, la válvula 180 sirve para la formación de la presión, mientras que la otra válvula 181 posibilita la caída de la presión. De esta manera se pueden conseguir tiempos de reacción pequeños en el caso de caudal pequeño de aire. El amplificador del caudal 164 conectado a continuación proporciona finalmente una medida suficiente de caudal de aire comprimido, para que se pueda impulsar el cilindro de freno con la presión de frenado deseada.

La figura 4 muestra un ejemplo de una estructura del control neumático, que es adecuada para la realización de las funciones definidas.

Un control neumático 200 dispuesto en el carro giratorio presenta sobre lados de la alimentación externa en primer lugar una válvula de activación auxiliar 201. A través de un sensor de presión 202 se conduce la presión neumática sobre la válvula de control de presión 203 y en paralelo con ella sobre la válvula reductora de la presión 204. Delante de la válvula de conmutación de frenado 206 siguiente está conectado un racor de control 205. Sobre el lado de salida de la válvula de conmutación de frenado de emergencia 206 está conectada una válvula de relé 207, en la que se apoya, por una parte, directamente la presión del aire de entrada. En la salida de la válvula de relé 207 está previsto otro sensor de presión 208 para la detección de la presión de frenado. En paralelo con esta presión está conectada, además, una válvula de retención 209. A continuación de la válvula de relé 207 están previstos, además, un conmutador de presión 210 y un racor de control 211, por medio del cual se puede liberar el freno. La presión neumática emitida por la válvula de relé 207 actúa sobre el cilindro de freno. Además, están previstos otros sensores de presión en T 212 y 213.

A continuación se describen en detalle estos componentes:

El sensor de presión 202 mide la presión de alimentación que existe en el módulo 200. Los dos sensores 212 y 213 sirven para la detección individual de las presiones de carga de los dos fuelles de muelles neumáticos, para obtener conclusiones sobre el estado de carga del vehículo ferroviario. La válvula de control de presión 203 contiene como servo elemento del circuito de regulación de la presión dos válvulas de conmutación, como se representan en la figura 3. En el estado no activado de las dos válvulas se ajusta una presión igual a 0 bares. En este caso, se pueden aplicar dos válvulas de 2/2 pasos, pudiendo estar configurada la primera válvula como NC (ventilador), y la segunda válvula como NO (aireador). De una manera alternativa, la segunda válvula puede ser también una válvula de 3/2 pasos. Estas válvulas de control de la presión son activadas por la electrónica y son alimentadas con una tensión estabilizada. Ésta tiene 24 voltios nominales en el presente ejemplo de realización.

La válvula reductora de la presión 204, conectada en paralelo a la válvula de control de la presión 203, sirve para el ajuste de una presión, que es activada como presión del cilindro de freno en el caso de activación del plano de retorno neumático. La válvula de conmutación de la presión de emergencia 206 activa el plano de retorno neumático en el caso de interferencia de la función de frenado asistida electrónicamente.

La válvula de relé 207 conectada a continuación sirve para la amplificación del caudal de aire. En este caso, cumple los gradientes de ventilación y de aireación que son necesarios para la función de protección contra resbalamiento.

El sensor de presión 208 detrás de la válvula de relé 207 sirve para la detección del valor real de la presión de frenado, que representa una variable de regulación del circuito de regulación de la opresión. El sensor cumple en este caso la exactitud suficiente para la regulación de la presión y sus entradas están diseñadas conforme a la electrónica de control del módulo.

En el caso de un control axial, estos elementos están presentes, en general, duplicados. En la figura 5 se muestra una visión de conjunto sobre la instalación de freno de emergencia en el convoy del tren. En este caso, el sistema de freno 100 presenta la unidad de control de freno electrónico central 21, que es alimentada a través de un bus de datos 23 del vehículo ferroviario o bien del convoy del tren con las informaciones específicas del vehículo y con datos de funcionamiento actuales. Desde la unidad central de control de freno 21 conduce el bus de datos de frenado 24 hacia la pluralidad de unidades locales de control de frenado 150, que están dispuestos en cada caso en un carro giratorio 3. Cada unidad de control de freno local 150 está acoplada en un módulo de frenado neumático 160, que es alimentado con aire comprimido a través del sistema neumático del vehículo ferroviario 1. Cada módulo de frenado neumático 160 presenta instalaciones de freno y, por lo tanto, instalaciones de cooperación y se activa a través de la unidad de control de freno local respectiva.

Adicionalmente, el sistema de freno 100 presenta todavía la línea eléctrica de seguridad de freno de emergencia 170, que está conectada a través de bucles 171 con las unidades locales de control de freno 150. La línea de seguridad de freno de emergencia 170 se extiende a través del convoy del tren y está impulsada en el funcionamiento con una señal eléctrica. Si se interrumpe esta señal, entonces esto provoca en las unidades locales de control de freno 150 la realización de un frenado de emergencia en el convoy del tren.

La regulación de la presión en el sistema se realiza a través del circuito de regulación de la presión, siendo procesada la solicitud de frenado, transmitida al módulo de control de freno descentralizado (valor teórico de frenado a través del bus de datos de freno, solicitud de frenado por cable fijo) como valor teórico de la presión por el circuito de regulación de la presión. El circuito de regulación de la presión está formado en este caso por un regulador de presión (electrónica de control) realizado a través de software, un sensor de presión y la entrada analógica correspondiente (amplificador de entrada y convertidor AD) de la electrónica de control para la detección de la variable de regulación, las fases finales de la línea de la electrónica de control, las válvulas de control de la presión electro neumáticas como servo elemento y la válvula de relé para la amplificación del caudal neumático.

En este caso, se da a la exactitud de repetición en la regulación de la presión del cilindro de freno en un sistema de control de freno distribuido, en la práctica, una importancia mayor que a la exactitud absoluta del valor ajustado de la presión, puesto que un conductor del vehículo espera siempre un comportamiento de freno constante y presta menos atención a la presión de frenado exacta. Por lo tanto, deben tenerse en cuenta las repercusiones de las variables de influencia externa como temperatura, desviación, envejecimiento, alimentación oscilante, etc. sobre los componentes.

El módulo de control de freno de acuerdo con la invención está diseñado para la activación del freno de funcionamiento y del freno de emergencia de un carro giratorio. Éste contiene la regulación continua de la presión de frenado en la zona de presión predeterminada, la activación de una presión de frenado de emergencia y una función de protección contra resbalamiento. Para el módulo del carro giratorio se requiere un comportamiento de fallo definido, es decir, que en cada estado de funcionamiento se ajusta un estado claramente definido del freno:

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si la electrónica trabaja libre de errores, entonces se suelta el freno o bien se puede regular a través de la solicitud del freno;

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si la electrónica trabaja libre de errores y se activa un frenado de emergencia, entonces se activa el freno con corrección de la carga y la protección contra resbalamiento;

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si la electrónica trabaja de forma deficiente y no se activa ningún frenado de emergencia, entonces se suelta el freno,

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si la electrónica trabaja de forma deficiente y se activa un frenado de emergencia, entonces se activa el freno con fase fija.

El sistema de freno de acuerdo con la invención ejecuta, además, una regulación de la protección contra resbalamiento, en el que un circuito de regulación de protección contra resbalamiento posibilita, también en condiciones de valor de adhesión malo entre la rueda y el carril el mantenimiento de un calor de resbalamiento admisible. Se impide eficazmente un resbalamiento del vehículo a través del circuito de regulación de protección contra resbalamiento. A tal fin está constituido esencialmente por sensores del número de revoluciones en los conjuntos de ruedas o en el engranaje para la detección de la velocidad real de la rueda, de una lógica de procesamiento realizada a través de software, que sirve para el cálculo de una velocidad de referencia como medida de la velocidad real del vehículo y para el cálculo de instrucciones de ajuste para influir sobre la presión del cilindro de freno en el caso de que aparezcan valores de resbalamiento demasiado altos en conjuntos de ruedas individuales, y por un servo elemento adecuado para ejercer una influencia sobre la presión regulada del cilindro de freno.

En el módulo de control de freno descentralizado, se puede influir sobre la presión del cilindro de freno también de una manera exclusiva a través del control de la presión. En este caso, la regulación de la protección contra resbalamiento accede o bien en paralelo al regulador de la presión sobre las válvulas de control de la presión o utiliza el circuito de regulación de la presión como servo elemento.

En la figura 6 se muestran otros detalles del sistema de freno 100 en un carro giratorio 3. Las líneas eléctricas se representan en la figura 6 con líneas de trazos. Los conductos neumáticos se representan como líneas continuas. Las instalaciones dispuestas en un carro giratorio 3 están registradas en un cuadro de puntos de trazos.

El sistema de activación electrónico presenta, por lo tanto, la unidad de control central 21, que recibe desde el bus de datos del vehículo 23 y adicionalmente desde una instalación de previsión 26 impulsada por el usuario del vehículo ferroviario los datos necesarios para el control del sistema de freno. En este caso, están presentes en la unidad de control central 21 informaciones sobre el tipo de convoy del tren, su longitud, masa, velocidad así como también se pueden tener en cuenta variables de funcionamiento actuales como resbalamiento, carga axial, número de revoluciones de las ruedas, retardo real y carga del carro giratorio. Estos datos son emitidos por la unidad de control central 21 y son alimentados a través del bus de datos de freno 24 a cada unidad de control local 31. Para la ilustración del modo de funcionamiento, se divide esta unidad de control local 31 en la figura 6 en zonas individuales de unidades de control 41a a 31f para diferentes instalaciones a activar. A través del bus de datos de frenado 24 se activa, además, también una válvula de freno del tren 41.

El sistema neumático del vehículo ferroviario 1 presenta la instalación de generación de aire comprimido 22, a través de la cual se alimenta un conducto del depósito de aire principal 42. Además, a través de la válvula de freno de tracción 4 se alimenta también un conducto de aire principal 43. En el conducto de aire principal 43 se pueden conectar a través de dispositivos correspondientes los vehículos individuales de un convoy de tren. En este caso, se predetermina una presión, en la que los frenos del tren están totalmente sueltos. Esta presión se puede ajustar a través de la actuación de la unidad de control central 21, de tal manera que el vehículo ferroviario se frena de la manera deseada.

El conducto del depósito de aire principal 42 sirve para la activación de las instalaciones de freno de un carro giratorio 3 del vehículo de tracción. A tal fin, se desvía un conducto de aire comprimido 44 desde el conducto del depósito de aire principal 42 y conduce aire comprimido a través de una válvula de bloqueo 27 hacia una válvula de retención 32 dispuesta en el carro giratorio 3 y hacia un depósito de aire comprimido 33. Este depósito de aire comprimido 33 sirve para asegurar la capacidad funcional de las instalaciones de freno de cada carro giratorio 3 en el caso de fallo del conducto del depósito de aire principal 42.

Además, en este conducto de aire comprimido 44, en esta forma de realización, están acopladas las unidades de control local 31a a 31e. Las unidades de control local 31aa y 31b presentan en este caso válvulas de freno de funcionamiento, por medio de las cuales se puede regular sin escala la presión del cilindro de freno necesaria en las instalaciones de freno 34 y 35.

Por otro lado, el conducto de aire comprimido 44 alimenta también la unidad de control local 31c, a través de la cual se pueden activar los frenos del acumulador de muelle en las instalaciones de freno 34 y 35.

El conducto de aire comprimido 44 alimenta, además, una unidad de control local 31d, a través de la cual se pueden activar zapatas de limpieza 36. Además, es alimentada una unidad de control local 31e, que sirve para la activación de una instalación de lubricación de la pestaña de la rueda 37.

En la presente forma de realización de acuerdo con la figura 6, se muestra, además, otra unidad de control local 31f, que no tiene que estar dispuesta necesariamente en el bastidor giratorio 3 y que sirve para la activación de una instalación de arenado 38. Estas instalaciones 38 pueden estar acopladas, sin embargo, también directamente en el conducto del depósito de aire comprimido 42 en lugar de estar acopladas en el conducto de aire comprimido 44.

En la presente forma de realización, tanto la válvula de freno del tren 41 como también las válvulas de freno en las unidades de control locales 31aa y 31b trabajan de acuerdo con el principio de corriente de reposo. En el caso de una interferencia del sistema, la válvula de freno del tren 41 ventila de esta manera el conducto de aire principal, mientras que las válvulas de freno ventilan las instalaciones de freno 34 y 35. De esta manera, se activa un frenado de emergencia.

En la figura 6 se explica la invención en el ejemplo de un carro giratorio 3. de acuerdo con el tipo y la estructura, el vehículo ferroviario 1 puede presentar un número diferente de carros giratorios 3. En general, el vehículo ferroviario presenta dos o, como se muestra en la figura 1, en este caso tres carros giratorios 3. Estos carros giratorios 3 están constituidos, como se ha explicado anteriormente, como sistemas modulares descentralizados, que están acoplados en la estructura del vehículo 2 todavía a través del bus de datos de freno 24 y a través del conducto de aire comprimido 44.

Para poder mantener reducido el tamaño de construcción en el carro giratorio 3, el depósito de aire comprimido 33 puede estar configurado integralmente en el bastidor del carro giratorio 3 a través de soldadura hermética de una zona parcial del mismo. De una manera alternativa, el depósito de aire comprimido 33 puede estar montado también en una zona parcial del bastidor del carro giratorio. Además, según la invención, la válvula de retención 32 puede estar dispuesta en el bastidor del carro giratorio.

La válvula de retención 32 y/o el depósito de aire comprimido 33 pueden estar previstos de forma individual una vez por cada carro giratorio 3 o para cada eje. Además, puede estar dispuesta también solamente la válvula de retención 32 o el depósito de aire comprimido 33 en el carro giratorio.

Las unidades locales de control de freno pueden utilizar, además, también señales de instalaciones para la supervisión y conducción automática, por ejemplo ATO (Automatic Train Operation), ATC (Automático Train Control) o ATP (Automatic Train Protection), para el control del proceso de frenado.

Otros detalles del sistema de freno de acuerdo con la invención son objeto de las solicitudes alemanas de patente que justifican la prioridad, con las referencias DE 198 48 990.0, DE 198 48 992.7, DE 198 48 994.3 y DE 198 48 995.1.

De esta manera, la invención crea un sistema de freno para un vehículo ferroviario, en el que las unidades electrónicas locales de control de freno contribuyen a una simplificación esencial de la logística de alimentación. De esta manera, no sólo se puede reducir claramente el gasto de construcción en el vehículo ferroviario, sino que se acondicionan también en todos los estados de funcionamiento las funciones de freno necesarias, para poder realizar una parda segura del vehículo ferroviario.

Claims (24)

1. Sistema de freno (100) para un vehículo ferroviario (1) con un conducto de depósito de aire principal (42), que es alimentado por una instalación de generación de aire comprimido (22), en el que a cada carro giratorio (3) está conducido al menos un conducto de aire comprimido (44), que está conectado a través de una válvula de retención (32) y un depósito de aire comprimido (33) con el conducto de depósito de aire principal (42), y que alimenta las válvulas de freno de funcionamiento para la impulsión de frenos (34, 35) del carro giratorio (3) o una unidad de control (31c) para el freno de acumulador de muelle y/u otras unidades de control 31 d, 31 e) para otros agregados auxiliares (36, 37), caracterizado porque el conducto de aire comprimido (44) está conectado, además, a través de una válvula de bloqueo (27) con el conducto del depósito de aire principal (42) y la válvula de retención (32) y el depósito de aire comprimido (33) están dispuestos en o junto al bastidor giratorio (3), estando configurados el bastidor y/u otros elementos constructivos del carro giratorio (3) al menos por secciones como depósito de aire comprimido (33).

2. Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la activación de las válvulas de freno de funcionamiento y/o la activación del freno del acumulador del muelle y/o la activación de otros agregados auxiliares (36, 37) se realizan a través de al menos una unidad electrónica local de control de freno (31).

3. Sistema de freno de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la unidad de control de freno local (31) está colocada en cuanto al eje y/o en cuanto al carro giratorio en el carro giratorio (3) o en la caja del vagón en la zona del carro giratorio.

4. Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque en el lado de entrada de la unidad de control de freno local (31) están presentes señales de freno que proceden de instalaciones de previsión (26) controladas por el conductor de la locomotora y señales de instalaciones locales para la detección de variables de funcionamiento actuales -como resbalamiento, carga axial, número de revoluciones de las ruedas, retardo real y carga del carro giratorio- y/o señales de instalaciones para la supervisión y conducción automática (ATO, ATC, ATP).

5. Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque las señales de freno de las instalaciones de previsión son conducidas a través de un bus de datos central (23) del vehículo ferroviario hacia al menos un puerto configurado como interfaz adecuada, desde donde estas señales o bien señales de freno correspondientes son transmitidas a través de un bus de datos de freno central a las unidades locales de control de freno (31).

6. Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque las señales de freno son conducidas directamente desde un bus de datos central (23) del vehículo ferroviario hacia las unidades locales de control de freno (31).

7. Sistema de freno de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque la instalación local para la detección de variables de funcionamiento actuales está dispuesta en la rueda y/o en el eje y/o en el carro giratorio (3).

8. Sistema de freno de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque la unidad local de control de freno (31) respectiva dispone de datos, por medio de los cuales se puede realizar un enlace de señales de freno de las instalaciones de previsión con señales de la instalación de detección de variables de funcionamiento.

9. Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque por medio de los datos que están presentes en la unidad local de control de freno (31) se lleva a cabo una conversión de las señales de freno, de tal manera que se puede conseguir un desgaste lo más uniforme posible de los frenos.

10. Sistema de freno de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado porque las unidades locales de control de freno (31), un aparato de control del tren, las instalaciones de previsión (26) en los puestos de mando del conductor, el carro giratorio (3) y las instalaciones de detección de variables de funcionamiento locales están enlazadas entre sí a través de un bucle de seguridad (170).

11. Sistema de freno de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 2 a 10, caracterizado porque la unidad local de control de freno (31) presenta una electrónica de control loca, una instalación "a prueba de fallos" (152) y un control de presión (161, 162, 164).

12. Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el control de la presión (162) presenta dos válvulas electro neumáticas (180, 181), conectadas en serie, para la regulación de la presión de freno a través de aireación o bien a través de ventilación de acuerdo con un valor teórico de la señal de freno presente y de una información de protección contra resbalamiento presente.

13. Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque las dos válvulas (180, 181) están realizadas como válvulas electro magnéticas con poca potencia.

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14. Sistema de freno de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque el control de la presión presenta un amplificador d caudal (164) dispuestos aguas debajo de las dos válvulas (180, 181).

15. Sistema de freno de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque se activa un frenado de emergencia con la ayuda de una señal eléctrica, en el que la activación del frenado de emergencia es supervisada por la instalación "a prueba de fallos" (152), que activa un plano de retorno cuando el frenado de emergencia no está iniciado correctamente.

16. Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque en el funcionamiento sin freno de emergencia, la señal eléctrica mencionada anteriormente es transmitida en forma de una señal de funcionamiento normal a través de una línea eléctrica de seguridad (170).

17. Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque en el caso de frenado de emergencia, se activa una señal de frenado de emergencia correspondiente o una omisión de la señal de funcionamiento normal, activa el frenado de emergencia.

18. Sistema de freno de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque en el caso de frenado de emergencia, la activación de las válvulas de freno de funcionamiento y/o la activación del freno del acumulador del muelle se realizan a través de al menos una válvula de control electro neumática (162).

19. Sistema de freno de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 15 a 18, caracterizado porque se alimenta a los frenos, en el caso de activación del plano de retorno, una presión de frenado preajustada.

20. Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque la presión de freno preajustada es un presión de freno ajustada fijamente, que permanece inalterada durante el funcionamiento.

21. Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque la presión del freno está adaptada a la carga del vehículo.

22. Sistema de freno de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque presenta un conducto de aire principal (43), que es alimentado a través de una válvula de freno del tren (41) desde una instalación de generación de aire comprimido (22).

23. Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 22, caracterizado porque la activación de las válvulas de freno de funcionamiento así como la activación de la unidad de control (31c) para el freno del acumulador de muelle y/o de las otras unidades de control (31d, 31e) para los otros agregados auxiliares (36, 37) se realizan a través de unidades electrónicas locales de control de freno (31, 150), que están conectadas entre sí a través de un bus de datos de freno común (24).

24. Sistema de freno de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 15 a 18, caracterizado porque al menos otra unidad de control (31, 151) sirve como otra unidad de supervisión para la supervisión de la activación de un frenado de emergencia.