JP7469333B2 - 空気圧式の制動システム用の非常制動弁システム - Google Patents

Description

本発明は、車両、特にレール車両における空気圧式の制動システム用の非常制動弁システムに関する。非常制動弁システムによって、非常状況において、制動のために必要な制動圧を代替経路への切換によって確実に提供し、次いで、再びコントロール可能な制動圧に変えることが可能である。

レール車両の今日の制動システムでは、非常制動の場合に、調整された圧力から静圧への切換が行われ、これによって、静圧を確実な制動圧としてブレーキシリンダに導入し、迅速かつ確実な制動を保証することができる。この目的のために、通常、一般的に電磁弁が設けられている非常制動弁システムが電気的に切り換えられる。

常用運転時に制動圧として使用することができる調整された圧力は、制動を実施する必要がない限り、コントロールしてブリードする、つまり、放出することができる。この調整された圧力は、例えば電子式の調圧器または空気圧式の制御弁を用いて形成される。

これに対して、非常制動の場合にブレーキシリンダに導かれる静圧は、通常、非常制動の必要な制動圧レベルに固定されており、これによって、非常時に適切な高さの確実な制動圧を提供することができる。したがって、通常、静圧が放出されることはない。

非常時に、調整された圧力から静圧に切り換えることができるようにするために、一般的に、すでに上述した非常制動弁システムが使用される。この非常制動弁システムは、一般的に、システムを制御するために、電磁弁を備えており、この電磁弁は、常用運転時に通電されていて（「ロー・アクティブ」）、この状態で別のピストン弁を介して、調整された圧力をブレーキシリンダに導く。非常制動の場合には、電磁弁への給電が中断され、これによって、電磁弁がその無通電の出発位置へと切り換わる。このとき、電磁弁は、調整された圧力が遮断され、静圧が制動圧としてブレーキシリンダに導かれるように構成されている。

非常制動を再び解除するためには、電磁弁に再び給電することが必要であり、これによって、電磁弁はその無通電の出発位置から離れることができ、調整された圧力を再び制動圧としてブレーキシリンダ内に導くことができる。非常状況において、電磁弁の通電が不可能である場合には、常に静圧が制動圧としてブレーキシリンダに加えられている。しかしながら、この静圧は、例えば車両を牽引するために、制御することができないかまたは解除もしくは放出することができない。したがって、静圧は遮断して放出することしかできない。しかしながら、これによって、制動圧がもはやブレーキシリンダに加えられなくなり、ひいては、制動のコントロールされた制御がもはや不可能になってしまう。

したがって、本発明の課題は、非常制動後、静圧が遮断されて放出されたときに、調整された圧力を制動圧として再び使用することができる、空気圧式の制動システム用の非常制動弁システムを提供することである。

この課題は、独立請求項に記載の非常制動弁システムによって解決される。本発明の好適な発展形態は従属請求項に記載されている。

本発明に係る非常制動弁システムは、車両のブレーキ制御装置の一部であり、２つの弁を有している。第１の弁は、補助圧を第２の弁に導くかまたは補助圧を第２の弁から遮断するように構成されている。これに対して、第２の弁は、補助圧に応じて、静圧または調整された圧力を提供するように構成されている。さらに、第１の弁は、常用運転時に補助圧を第２の弁から遮断し、これによって、第２の弁を、この第２の弁が調整された圧力を提供するように切り換えるように構成されている。これに対して、第１の弁は、非常運転時に補助圧を第２の弁に導くように構成されており、これによって、第２の弁は静圧を圧力出口に提供する。これによって、非常制動時に静圧を制動圧として提供することができる。

本発明に係る非常制動弁システムは、静圧による非常制動後、例えば機械式の弁による補助圧の簡単な遮断と放出とによって、調整された圧力を再び制動圧として提供することを可能にする。これによって、非常制動後に制動を第１の弁の操作なしに解除することができ、車両を牽引することができ、設定可能な制動圧を調整された圧力によって提供することができる。

本発明の１つの有利な実施形態では、第２の弁によって提供された圧力は、非常制動弁システムの出口圧である。

さらに好ましい実施形態では、非常制動弁システムの、第２の弁によって提供された出口圧は、空気圧式の制動システムのブレーキシリンダに加えられている制動圧である。

本発明の別の有利な実施形態では、第１の圧力入口および第２の圧力入口が、第２の弁に設けられている。同様に、本発明の有利な実施形態では、圧力出口は第２の弁に設けられている。このような実施形態には、第２の弁の位置によって、静圧が圧力出口に加えられているかまたは調整された圧力が圧力出口に加えられているかに直接的な影響を及ぼすことができるという利点がある。

本発明の別の有利な実施形態では、第３の圧力入口が、第１の弁に設けられている。

本発明の有利な実施形態では、第１の弁は電磁弁である。第１の弁の、補助圧を通過させるかまたは遮断するという役割は、電磁弁によって特に簡単にかつ効果的に引き受けることができる。それというのは、電磁弁は、通電に応じて開閉させることができるからである。さらに電磁弁は、一般的に好適かつローメンテナンスな単純な種類の弁である。

さらに有利な実施形態では、電磁弁は、常用運転時に通電されていて、圧力入口に加えられている圧力を第２の弁に導くように構成されている。

同様に有利な実施形態では、電磁弁は、非常運転時に通電されておらず、圧力入口に加えられている圧力を第２の弁から遮断するように構成されている。

本発明の別の有利な実施形態では、第２の弁は、第１の弁によって提供された補助圧によって制御されるピストン弁である。ピストン弁もまた、好適かつローメンテナンスな単純な種類の弁である。

本発明の別の有利な実施形態では、第１の弁は、非常運転時に第２の弁に加えられている補助圧（ｐ_ｈｉｌｆ）を常用運転への戻り移行時に放出するように構成されている。このように構成されていると、第１の弁がまず常用運転にあり、次に非常運転になり、次いで再び常用運転に移動させられる場合に、第２の弁に加えられている補助圧を放出することができ、常用運転を更なる介入なしに継続することができる。このような事例は、例えば、第１の弁が電気式に運転される電磁弁であり、電磁石への給電の一時的な欠如が非常運転を生じさせ、次いで、再び常用運転を生じさせる場合に発生する可能性がある。

次に、本発明について添付の図面を参照しながら詳説する。

先行技術による非常制動弁システムを示す図である。 先行技術による出口圧の提供を示す表である。 本発明に係る非常制動弁システムを示す図である。 本発明に係る非常制動弁による出口圧の提供を示す表である。 非常制動弁システムが組み込まれているシステム構造の一部を示す図である。

図１には、先行技術による非常制動弁システム１０が示してある。図１には、１つの圧力出口４Ａと３つの圧力入口１Ａ，２Ａ，３Ａとが示してある。圧力出口４Ａでは、非常制動弁システム１０によって設定された出口圧ｐ_Ａｕｓが提供される。圧力入口１Ａには、調整された圧力ｐ_ｇｅｒが加えられ、圧力入口２Ａには、静圧ｐ_ｓｔａｔが加えられ、圧力入口３Ａには、補助圧ｐ_ｈｉｌｆが加えられる。出口圧ｐ_Ａｕｓは、非常制動弁システムの内部に位置している電磁弁１１とピストン弁１２とによって設定される。

常用の状態では、電磁弁１１が通電され、これによって、電磁弁１１が、補助圧ｐ_ｈｉｌｆをピストン弁１２に導く。そこで、補助圧ｐ_ｈｉｌｆはピストン弁１２を、このピストン弁が静圧ｐ_ｓｔａｔを遮断し、調整された圧力ｐ_ｇｅｒを圧力出口４Ａに導くように操作する。これによって、常用の状態では、圧力出口４Ａに、調整された圧力ｐ_ｇｅｒが加えられ、これによって、出口圧ｐ_Ａｕｓを形成する。

電磁弁１１への給電が中断され、これにより、非常制動が必要である場合には、補助圧ｐ_ｈｉｌｆはピストン弁１２によって遮断されている。この状態では、ピストン弁１２が静圧ｐ_ｓｔａｔを圧力出口４Ａに導き、これによって、いまや静圧ｐ_ｓｔａｔが出力圧として提供されている。これによって、非常制動が得られる。

電磁弁１１が通電され、同時に圧力入口３Ａに補助圧ｐ_ｈｉｌｆが加えられなくなると、ピストン弁１２も同様に操作されなくなり、静圧ｐ_ｓｔａｔが出口圧ｐ_Ａｕｓとして圧力出口４Ａに提供される。したがって、この場合にも非常制動は存在する。

非常制動弁の記載した配置形態は、図２に示した制動ロジックを生じさせる。電磁弁の通電が保証されていて、補助圧ｐ_ｈｉｌｆが圧力入口３Ａに加えられている場合には、調整された圧力ｐ_ｇｅｒが出口圧ｐ_Ａｕｓとして提供される。しかしながら、電磁弁１１の通電が欠如している場合または補助圧ｐ_ｈｉｌｆが圧力入口３Ａに加えられていない場合または上に述べた両方の事例が生じている場合には、静圧ｐ_ｓｔａｔが、圧力出口４Ａにおける出口圧ｐ_Ａｕｓとして提供され、非常制動が導入される。

図３には、列車の一部としてのブレーキ制御装置の本発明に係る非常制動弁システム１０の一実施形態が示してある。付言しておくと、本実施形態では列車内に複数のこのようなブレーキ制御装置ひいては非常制動弁システムが位置している。本発明に係る非常制動弁システムも、出口圧ｐ_Ａｕｓが提供される圧力出口４Ａを有している。さらに、本発明に係る非常制動弁システムもまた、電磁弁１１と、ピストン弁１２と、３つの圧力入口１Ａ，２Ａ，３Ａとを同様に含んでいる。しかしながら、これらの入口には、先行技術と比較して入れ替えられた圧力が加えられている。圧力入口３Ａには引き続き補助圧ｐ_ｈｉｌｆが加えられるのに対して、本発明に係る非常制動弁システムでは、圧力入口１Ａに静圧ｐ_ｓｔａｔが加えられ、圧力入口２Ａに、調整された圧力ｐ_ｇｅｒが加えられる。これによって、先行技術と比較して、静圧ｐ_ｓｔａｔと、調整された圧力ｐ_ｇｅｒとが、それぞれの圧力入口で入れ替えられている。

電磁弁１１は、本発明に係る非常制動弁システムでは、この非常制動弁システムが、通電時に補助圧ｐ_ｈｉｌｆをピストン弁１２から遮断するように構成されている。これによって、ピストン弁１２は操作されず、調整された圧力ｐ_ｇｅｒが、圧力入口２Ａから圧力出口４Ａに導かれ、出口圧ｐ_Ａｕｓとして提供される。

電磁弁１１が通電されない場合には、補助圧ｐ_ｈｉｌｆがピストン弁１２に導かれ、これによって、調整された圧力ｐ_ｇｅｒが遮断され、その代わりに、静圧ｐ_ｓｔａｔが圧力出口４Ａに導かれ、出口圧ｐ_Ａｕｓとして提供される。

補助圧ｐ_ｈｉｌｆが圧力出口４Ａに加えられていない場合には、ピストン弁１２は操作されず、調整された圧力ｐ_ｇｅｒが出口圧ｐ_Ａｕｓとして提供される。

図３に示し上に記載した配置形態は、図４に示した出口圧ｐ_Ａｕｓのためのロジックを生じさせる。補助圧ｐ_ｈｉｌｆが提供されかつ電磁弁１１が通電される場合、つまり、常用運転時には、調整された圧力ｐ_ｇｅｒが出口圧ｐ_Ａｕｓとして加えられる。

補助圧ｐ_ｈｉｌｆが圧力入口３Ａに加えられていない場合には、それにもかかわらず、調整された圧力ｐ_ｇｅｒが出口圧ｐ_Ａｕｓを形成している。これについて言えることは、補助圧の欠如は局所的にしか、つまり、列車の複数のブレーキ制御装置のうちの１つのブレーキ制御装置でしか、同じ時点で発生しないということである。それというのは、補助圧は、中央の主空気管路を介して全ての制動システムに提供されないからである。この場合には、列車の制動は、他の台車における制動システムによって保証することができ、これによって、補助圧の欠如時に非常制動を導入する必要がない。

補助圧ｐ_ｈｉｌｆを提供することができるが、電磁弁１１の通電が保証されていない場合には、静圧ｐ_ｓｔａｔが出口圧ｐ_Ａｕｓとして提供され、非常制動が導入される。

静圧ｐ_ｓｔａｔが出口圧として提供された非常制動の後に、補助圧ｐ_ｈｉｌｆの除去（遮断）によって、静圧ｐ_ｓｔａｔを圧力出口４Ａから遮断し、これによって、より長くブレーキシリンダに加えるのではなく、調整された圧力ｐ_ｇｅｒと交換することを達成することができる。このとき、調整された圧力ｐ_ｇｅｒが出口圧ｐ_Ａｕｓとして提供される。このようにして、非常制動後における制動を簡単に解除することができると共に車両を牽引することができるものの、制動圧ｐ_ｂｒは、調整された圧力ｐ_ｇｅｒが加えられている限り、調整された圧力ｐ_ｇｅｒを介してさらにコントロールすることができる。

図５には、非常制動弁システム１０が組み込まれているシステム構造の一部が示してある。静圧ｐ_ｓｔａｔは、圧力容器３０によって提供され、調圧器２０と、圧力入口１Ａ，３Ａを介して非常制動弁システム１０とに導かれる。つまり、補助圧ｐ_ｈｉｌｆ（図３）は、静圧ｐ_ｓｔａｔ（図３）と同じである。常用運転時には、調整された圧力ｐ_ｇｅｒが出口圧ｐ_Ａｕｓとして提供され、調圧器２０へとさらに導かれる。調圧器の内部には、圧力容器３０からの静圧ｐ_ｓｔａｔを調整する調整回路２１が位置している。常用運転時には、調整回路２１によって調整された圧力と、非常制動弁の出口圧ｐ_Ａｕｓとを、制動圧ｐ_ｂｒとしてブレーキシリンダ４０（図示せず）にさらに導くことができる。安全上の理由から両圧力は重畳され、それぞれ、より高い圧力がブレーキシリンダ４０にさらに導かれる。さらに、圧力容器３０には遮断コック３１が設けられており、この遮断コック３１を介して、制動システムへの静圧ｐ_ｓｔａｔの供給を遮断することができ、遮断コック３１と調圧器２０もしくは非常制動弁１０との間の管路内にある圧力を放出することができる。

非常制動の場合、つまり、圧力出口４Ａに静圧ｐ_ｓｔａｔが加えられている場合には、この静圧ｐ_ｓｔａｔが、調圧器２０によって制動圧ｐ_ｂｒとしてブレーキシリンダ４０にさらに導かれる。しかしながら、車両の停止後、調整された圧力ｐ_ｇｅｒは、この調整された圧力ｐ_ｇｅｒが加えられている限り、制動圧ｐ_ｂｒとしてブレーキシリンダ４０に加えられていることが望ましく、これによって、例えば車両を牽引することができる。好ましい事例では、このことは、電磁弁が非常制動後に再び通電され、ピストン弁１２に加えられている補助圧ｐ_ｈｉｌｆが電磁弁１１における経路を介して放出され、これによって、ピストン弁１２が、調整された圧力ｐ_ｇｅｒを再び圧力出口４Ａに導くことによって達成される。しかしながら、電磁弁１１の通電が不可能である場合には、調整された圧力ｐ_ｇｅｒは、遮断コック３１と非常制動弁１０との間の管路における静圧ｐ_ｓｔａｔが、遮断コック３１によって遮断されて放出されることによって、圧力出口４Ａに導くことができる。これによって、ピストン弁１２が操作され、調整された圧力が、圧力出口４Ａにおける出口圧ｐ_Ａｕｓとして加えられることになる。これによって、設定可能な制動圧ｐ_ｂｒを調圧器によって提供することができ、この調圧器を介して、調整された制動が、例えば非常制動後の牽引時に可能となる。このことは、静圧の放出と、非常制動弁からの静圧の遮断とによって実現され、これによって、本発明に係る非常制動弁に基づいて、調整された圧力を制動圧として再び提供することができる。

１０ 非常制動弁システム
１１ 第１の弁（電磁弁）
１２ 第２の弁（ピストン弁）
２０ 調圧器
２１ 調整回路
３０ 圧力容器
３１ 遮断コック
４０ ブレーキシリンダ
１Ａ 第１の圧力入口
２Ａ 第２の圧力入口
３Ａ 第３の圧力入口
４Ａ 圧力出口
ｐ_ｇｅｒ 調整された圧力
ｐ_ｓｔａｔ 静圧
ｐ_ｈｉｌｆ 補助圧
ｐ_Ａｕｓ 出口圧
ｐ_ｂｒ 制動圧

Claims (7)

1. 空気圧式の制動システム用の非常制動弁システム（１０）であって、
   第１の弁（１１）と第２の弁（１２）とを有し、前記第１の弁（１１）は、補助圧（ｐ_ｈｉｌｆ）を前記第２の弁（１２）に導くかまたは前記第２の弁（２）から遮断するように構成されており、
   前記第２の弁（１２）は、第１の圧力入口（１Ａ）および第２の圧力入口（２Ａ）を有し、前記第１の弁（１１）から前記補助圧（ｐ_ｈｉｌｆ）が導かれるか否かに応じて、前記第１の圧力入口（１Ａ）に加えられる静圧（ｐ_ｓｔａｔ）または前記第２の圧力入口（２Ａ）に加えられる調整された圧力（ｐ_ｇｅｒ）を提供するように構成されており、
   前記第１の弁（１１）は、常用運転時に前記補助圧（ｐ_ｈｉｌｆ）を前記第２の弁（１２）から遮断するように構成されており、これによって、前記第２の弁（１２）は、前記調整された圧力（ｐ_ｇｅｒ）を提供し、前記第１の弁（１１）は、さらに、非常運転時に前記補助圧（ｐ_ｈｉｌｆ）を前記第２の弁（１２）に導くように構成されており、これによって、前記第２の弁（１２）は、前記静圧（ｐ_ｓｔａｔ）を提供し、
   前記第２の弁（１２）によって提供された圧力は、前記非常制動弁システム（１０）の出口圧（ｐ_Ａｕｓ）であり、
   前記非常制動弁システム（１０）の前記出口圧（ｐ_Ａｕｓ）は、前記空気圧式の制動システムの制動圧（ｐ_ｂｒ）であり、
   前記第２の弁（１２）は、前記第１の弁（１１）によって提供された前記補助圧（ｐ _ｈｉｌｆ ）によって制御されるピストン弁である、
   非常制動弁システム（１０）。
2. 前記第１の弁（１１）に第３の圧力入口（３Ａ）が設けられている、請求項１記載の非常制動弁システム（１０）。
3. 前記第２の弁（１２）に圧力出口（４Ａ）が設けられている、請求項１または２記載の非常制動弁システム（１０）。
4. 前記第１の弁（１１）は電磁弁である、請求項１から３までのいずれか１項記載の非常制動弁システム（１０）。
5. 前記電磁弁（１１）は、前記非常運転時に通電されておらず、前記圧力入口（３Ａ）に加えられた圧力を前記第２の弁（１２）に導くように構成されている、請求項４記載の非常制動弁システム（１０）。
6. 前記電磁弁（１１）は、前記常用運転時に通電されていて、前記圧力入口（３Ａ）に加えられた圧力を前記第２の弁（１２）から遮断するように構成されている、請求項４および５記載の非常制動弁システム（１０）。
7. 前記第１の弁（１１）は、前記非常運転時に前記第２の弁（１２）に加えられた前記補助圧（ｐ_ｈｉｌｆ）を前記常用運転への移行時に放出するように構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の非常制動弁システム（１０）。

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