KR20160006731A - 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 방법 및 그 장치 - Google Patents

철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160006731A
KR20160006731A KR1020157034760A KR20157034760A KR20160006731A KR 20160006731 A KR20160006731 A KR 20160006731A KR 1020157034760 A KR1020157034760 A KR 1020157034760A KR 20157034760 A KR20157034760 A KR 20157034760A KR 20160006731 A KR20160006731 A KR 20160006731A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
brake
measurement signal
force
bearing
braking
Prior art date
Application number
KR1020157034760A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102205387B1 (ko
Inventor
미카엘 마티우
로만 그레플
에리흐 푸데레르
미카엘 슈베르트
마크-그레고리 엘스토르프
루페르트 랭
Original Assignee
크노르-브렘제 시스테메 퓌어 쉬에넨파쩨우게 게엠베하
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 크노르-브렘제 시스테메 퓌어 쉬에넨파쩨우게 게엠베하 filed Critical 크노르-브렘제 시스테메 퓌어 쉬에넨파쩨우게 게엠베하
Publication of KR20160006731A publication Critical patent/KR20160006731A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102205387B1 publication Critical patent/KR102205387B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
    • B61H5/00—Applications or arrangements of brakes with substantially radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • 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
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1701—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
    • B60T8/1705—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for rail 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
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/52—Torque sensing, i.e. wherein the braking action is controlled by forces producing or tending to produce a twisting or rotating motion on a braked rotating member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
    • F16D2066/005—Force, torque, stress or strain
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F16D55/2245—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members in which the common actuating member acts on two levers carrying the braking members, e.g. tong-type brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature

Abstract

본 발명은 철도 차량용 브레이크 시스템(100)에서 제동 토크(MB)를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다. 하나 이상의 차륜 또는 하나 이상의 차륜 세트에 할당되어 브레이크 신호(340)를 근거로 제동력(FB)을 생성하기 위한 브레이크 시스템(100)은, 하나 이상의 브레이크 디스크(102)와, 이 브레이크 디스크(102)와 상호 작용하는 하나 이상의 브레이크 라이닝(104)과, 이 브레이크 라이닝(104)과 연결된 브레이크 캘리퍼(106)와, 브레이크 하우징(108)과, 고정 브래킷을 포함한다. 또한, 브레이크 캘리퍼(106)는 브레이크 하우징(108)에 의해 적어도 하나의 제1 베어링 지점(110) 및 하나의 제2 베어링 지점(112) 상에 장착되고, 제2 베어링 지점(112)은 제1 베어링 지점(110)으로부터 사전 정의된 베어링 간격(A)으로 이격되며, 브레이크 하우징(108) 상에, 또는 이 브레이크 하우징과 브래킷(114) 사이에 제1 측정 신호를 제공하기 위한 제1 센서(116) 및 제2 측정 신호를 제공하기 위한 제2 센서(118)가 배치된다. 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호는 각각 힘(F1, F2), 특히 지지력 또는 이 지지력으로부터 유도되는 변수를 나타낸다. 상기 방법(600)은 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호를 판독하는 단계(610)와, 장착 치수(X0)가 브레이크 디스크(102)의 회전축(122)과 제1 베어링 지점(110) 사이의 이격 간격에 상응하는 조건에서 장착 치수(X0), 베어링 간격(A)뿐만 아니라, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호를 이용하여 제동 토크(MB)를 검출하는 단계(620)를 포함한다.

Description

철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 방법 및 그 장치{METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING A BRAKING TORQUE ON A BRAKING SYSTEM FOR A RAIL VEHICLE}
본 발명은 제동 토크를 결정하기 위한 방법, 제동 토크를 이용하는 브레이크 신호를 출력하기 위한 상응하는 방법, 및 제동 토크를 결정하기 위한 장치, 그리고 철도 차량용 브레이크 시스템에서 브레이크 신호를 출력하기 위한 장치에 관한 것이다.
철도 차량의 브레이크 시스템들의 경우, 차륜 또는 차륜 세트와 레일 사이, 또는 브레이크 디스크와 이 브레이크 디스크에 할당된 브레이크 라이닝 사이의 마찰 조건들은 기상 상황, 주변 온도, 마모 상태, 및 하중 프로파일에 따라서 부분적으로 대폭 변동한다. 한편, 철도 차량의 차륜 세트 상에 작용하는 제동 토크가 폐회로 제어로 제어되어야 한다면, 브레이크 시스템의 브레이크 캘리퍼를 통해 생성되는 제동 토크는 충분한 정밀도로 측정되어야 한다. 그러나 브레이크 디스크에서 생성되는 제동 토크는, 예컨대 라이닝들과 브레이크 디스크 사이의 압착력, 브레이크 라이닝과 브레이크 디스크 사이의 마찰 값, 또는 차륜 세트의 축으로부터 결과로 초래된 이격 간격을 나타내는 마찰 반경과 같은 다양한 요인들에 따라서 결정된다.
브레이크 라이닝과 브레이크 디스크 사이의 국소 표면 압력뿐만 아니라 브레이크 디스크 상에서의 브레이크 라이닝의 마찰 값도 다수의 (국소적으로 부분적으로 매우 상이한) 요인에 따라서 결정되기 때문에, 마찰 반경은, 고정되고 비가변적이지만, 그러나 인가될 제동 토크의 폐회로 제어를 위해 필요한 변수는 아니다. 오히려 수회의 제동이 연속되는 경우 무시되지 않는 마찰 반경의 변동이 발생한다. 그 원인으로서는 예컨대 브레이크 디스크와 브레이크 라이닝의 상이한 초기 온도, 초기 속도, 그리고 브레이크 디스크 및 브레이크 라이닝의 열 변형 및/또는 마모로 인한 브레이크 라이닝의 변하는 마모 패턴이 고려된다.
브레이크 디스크 상에 작용하는 제동 토크는 일반적으로 브레이크 디스크에 대한 브레이크 라이닝들의 압착력과, 브레이크 라이닝과 브레이크 디스크 사이의 마찰 값과, 실제 (경우에 따라 빠르게 가변하는) 마찰 반경의 곱에 상응한다.
브레이크 디스크 상에 작용하는 마찰력에 상응하는 원주방향 힘이 측정되고 마찰 반경은 일정한 것으로 전제된다면, 제동 토크는 상대적으로 부정확하게만 검출될 수 있다.
공보 WO 2009/118350 A2에서는, 라이닝과 브레이크 디스크 사이의 마찰력을 측정하기 위해, 하나 또는 복수의 센서가 브레이크 캘리퍼 유닛 상에 어떻게 장착되는지 그 방법이 기재된다. 마찰력이 변함없는 조건에서 마찰 반경이 확대된다면, 제동 토크는 실제로 더 커지는 반면, 마찰력 측정은 마찰력의 어떠한 변화도 기록하지 않는다. 하나의 센서만이 이용된다면, 심지어 마찰력의 감소와 그에 따른 제동 토크의 감소가 검출될 수도 있으며, 이는 폐회로 제어 회로에서 잘못된 방향의 "보정"으로 이어질 수도 있다. 공보 WO 2009/118350 A2에 기재된 접근법에 근거하여, 높은 정밀도로 차량에서 감속력을 계산할 수 없다.
WO 2010/069520에는 제동력 또는 제동 토크의 제어를 위한 방법이 기재된다.
EP 0777598B1은 차량, 특히 철도 차량의 디스크 브레이크를 위한 브레이크 캘리퍼 유닛을 개시하고 있으며, 이 경우 편심 기어가 이용된다.
본 발명의 과제는 제동 토크의 개량된 검출을 위한, 그리고 그에 따라 높은 정밀도로 제동력의 제어를 위한 가능성을 제공하는 것에 있다.
상기 과제는, 독립적인 주 청구항들에 따르는 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크를 결정하기 위한 방법, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 신호를 출력하기 위한 방법, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크를 결정하기 위한 장치, 그리고 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 신호를 출력하기 위한 장치를 통해 해결된다. 바람직한 개선예들은 각각의 종속항들 및 본원의 명세서에서 제시된다.
본원에서 제안되는 접근법은 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크를 결정하기 위한 방법이 제공되며, 하나 이상의 차륜 또는 하나 이상의 차륜 세트에 할당되어 브레이크 신호에 근거하여 제동력을 생성하기 위한 브레이크 시스템은, 하나 이상의 브레이크 디스크와, 이 브레이크 디스크와 상호 작용하는 하나 이상의 브레이크 라이닝과, 이 브레이크 라이닝과 연결된 브레이크 캘리퍼와, 브레이크 하우징 및/또는 브래킷을 포함하고, 브레이크 캘리퍼는 브레이크 하우징에 의해 적어도 하나의 제1 베어링 지점 및 하나의 제2 베어링 지점 상에 장착되고, 제2 베어링 지점은 제1 베어링 지점으로부터 사전 정의된 베어링 간격으로 이격되고, 브레이크 시스템 상에, 그리고/또는 브레이크 하우징 상에, 그리고/또는 브레이크 하우징과 브래킷 사이에 제1 측정 신호를 공급하기 위한 제1 센서 및 제2 측정 신호를 공급하기 위한 하나 이상의 제2 센서가 배치되며, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호는 각각 힘, 특히 지지력, 또는 이 지지력으로부터 유도된 변수를 나타낸다. 본원의 방법은 하기 단계들을 포함한다.
제1 측정 신호 및 제2 측정 신호를 판독하는 단계; 및
장착 치수가 브레이크 디스크의 회전축과 제1 베어링 지점 사이의 이격 간격에 상응하는 조건에서, 장착 치수, 베어링 간격뿐만 아니라, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호도 이용하여 제동 토크를 검출하는 단계.
철도 차량은 감속 또는 제동을 위해 하나 이상의 브레이크를 포함한다. 철도 차량이란 일반적으로 기관차, 동력 분산식 열차(multiple unit), 동력차(motor car), 시가 전차, 지하철 차량, 여객 열차 및/또는 화물차와 같은 객차처럼 철도에 기반한 차량을 의미할 수 있다. 브레이크는 차륜 또는 차륜 세트의 브레이크 디스크에 작용할 수 있다. 이 경우, 브레이크는 하나의 차륜, 하나의 차륜 세트, 또는 복수의 차륜과 작동 연결될 수 있다. 기재내용의 간소화를 위해, 그리고 판독성을 개선하기 위해, 하기에서는, 비록 본원에서 제안되는 접근법이 다수의 차륜 또는 하나의 차륜 세트 또는 복수의 차륜 세트에 구현될 수 있다고 하더라도, 본원에서 제안되는 접근법은 하나의 차륜에 따라서만 기재된다. 브레이크는 복수의 부품 또는 부재로 구성될 수 있으며, 특히 브레이크는 브레이크 디스크와, 이 브레이크 디스크와 함께 작용하는 하나 이상의 브레이크 라이닝과, 이 브레이크 라이닝과 작동 연결되는 브레이크 캘리퍼와, 힘 발생기를 포함할 수 있다. 브레이크 캘리퍼는 2개의 베어링 지점에 의해 브래킷과 회동 가능하게 연결될 수 있으며, 2개의 베어링 지점은 상호 간에 베어링 간격으로 이격되어 배치된다. 브레이크 디스크는 2개의 베어링 지점 중 (상대적으로 더 가까운) 제1 베어링 지점에 대해 이격 간격을 갖는 회전축을 보유하며, 상기 이격 간격은 장착 치수로서 지칭될 수 있다. 이 경우, 장착 치수는 장착과 관련한 수평 이격 간격을 의미할 수 있다. 브래킷은 철도 차량의 섀시와 단단히 연결될 수 있다. 브레이크의 작동은 브레이크 신호에 반응하여 수행될 수 있다. 브레이크 신호는 제동 요구 신호 또는 제동 요구의 신호일 수 있다. 브레이크의 작동 동안, 브레이크의 마찰 부재, 예컨대 브레이크 라이닝은 차륜의 회전 동안 철도 차량의 차륜 또는 차륜 세트의 차륜 원주방향 또는 그 차륜 이동 방향으로 작용하는 차륜 원주방향 힘을 상쇄시킬 수 있다. 이런 방식으로, 브레이크 디스크 상에, 그리고 그에 따라 차륜 상에 작용하는 브레이크 라이닝의 제동 토크가 생성될 수 있다. 차륜 원주방향 힘을 상쇄시키는 힘은 하나 이상의 브레이크 부재의 변형을 야기할 수 있다. 변형률은 브레이크 부재의 한 섹션에서 측정될 수 있다. 브레이크의 작동 동안, 브레이크 캘리퍼를 통해 힘 발생기와 작동 연결되어 있는 브레이크 라이닝은 브레이크 디스크 상으로 밀착될 수 있다. 이를 위해, 브레이크 디스크와 브레이크 라이닝 사이에서 작용하는 마찰력은 균형 있게 브레이크 캘리퍼 내에서, 그리고 브레이크 캘리퍼의 2개의 베어링 상으로 힘을 야기할 수 있다. 그 결과, 브레이크 캘리퍼는 변형된다. 브레이크 캘리퍼 상에는 제1 센서 및 제2 센서가 배치된다. 제1 센서는, 제1 힘, 제1 베어링 지점 상의 제1 지지력, 또는 이 지지력으로부터 유도되는 변수를 나타내는 제1 측정 신호를 공급할 수 있다. 이에 보충안으로, 제2 센서는, 제2 힘, 제2 베어링 지점 상의 제2 지지력, 또는 이 지지력으로부터 유도되는 변수를 나타내는 제2 측정 신호를 공급할 수 있다. 제1 센서, 그리고 동시에, 또는 그 대안으로 적어도 제2 센서는 측정 핀(measuring pin)이거나, 또는 그 대안으로 측정 부재일 수 있다.
본원에서 제안되는 접근법은, 실제로 센서들에 의해 측정되는 변수들과 함께 특정 센서들 및 이 센서들의 현가 위치들(suspension position)의 공지된 기하학적 배치를 통해, 매우 정밀하게 제동 토크가 검출될 수 있다는 지식을 기반으로 한다. 상기 제동 토크는, 비록 예컨대 제동력의 작용의 변화를 통해, 차륜들의 축 또는 브레이크 디스크와 같은 이동형 부재들과 관련한 센서들의 국소 위치가 변경될 수 있다고 하더라도, 주행 동안 매우 정밀하게 검출될 수 있다. 예컨대 본원에서 제안되는 접근법의 이용하에, 마찰 반경의 변화량이 검출될 수 있다. 브레이크 디스크 상에서 브레이크 라이닝의 (이론적인) 접촉점은 외부 영향들 또는 환경 영향들을 통해 영향을 받을 수 있다. 마찰 반경은 브레이크 디스크 상에서 브레이크 라이닝의 접촉점과 차륜의 축 사이의 이격 간격의 변화를 통해서도, 또는 그 결과 초래된 접촉점을 통해서도 지렛대 작용에 근거하여 브레이크로부터 차륜 상으로 가해지는 제동 토크의 변화량에 반영될 수 있다. 이제 제동 토크가 고정밀도로 결정된다면, 철도 차량의 주행 동안 제동 토크 또는 브레이크 디스크 상에 가해질 힘의 매우 정확한 재조정도 수행될 수 있다.
따라서, 본원에서 제안되는 접근법은, 기하학적 관계와 간단하게 제조되어 내장될 적은 개수의 센서의 활용을 통해, 실제로 차륜 상에 작용하는 제동 토크를 고정밀도로 검출할 수 있고 이런 제동 토크를 브레이크의 제어 장치의 매우 정확한 폐회로 제어를 위해 이용할 수 있다는 장점을 갖는다. 그 결과, 바람직하게는 철도 차량의 매우 정밀하고 제어되는 제동이 달성되며, 이런 제동은 본원에서 제안되는 접근법의 이용 없이는 달성되지 않을 수도 있다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 한 실시예에서, 제1 측정 신호는 제1 베어링 지점에 할당된 제1 지지력을 나타내고 제2 측정 신호는 제2 베어링 지점에 할당된 제2 지지력을 나타낸다. 지지력은 브레이크 캘리퍼로부터 상응하는 베어링 지지점에 배치되는 베어링 상에 가해지는 힘을 의미할 수 있다. 브레이크 캘리퍼가 브래킷과 연결되는 2개의 베어링 지점에는 각각 하나의 힘 측정 핀에 의해 브레이크 캘리퍼가 브래킷과 연결될 수 있다. 브레이크의 작동 동안, 2개의 힘 측정 핀은 지지력을 나타내는 각각의 측정 신호를 출력할 수 있다. 본 발명의 상기 실시예는, 2개의 베어링 지점 사이의 기지의 이격 간격과 함께 두 지지력의 정확한 정보를 통해 기계적 관계, 특히 지렛대 원리의 이용에 의해 브레이크 시스템으로부터 차륜 상에 가해지는 제동 토크에 대한 귀납적 추론이 가능하게 된다는 장점을 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 상응하게, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호는 브레이크 시스템의 각각의 변형률을 나타낸다. 브레이크 시스템의 변형률은 브레이크 캘리퍼 또는 추가 브레이크 부재들의 변형률을 의미할 수 있다. 브레이크 시스템의 변형률은, 브레이크 디스크의 회전을 통해 브레이크 디스크 상에 밀착된 브레이크 라이닝 상에 초래되는 힘을 통해 야기되는 브레이크 시스템 또는 이 브레이크 시스템의 부재의 말단 곡률(terminal curvature)을 의미할 수 있다. 따라서, 브레이크의 작동 동안, 브레이크 디스크와 브레이크 라이닝 사이에서 작용하는 마찰력은 브레이크 시스템을 변형시킬 수 있다. 브레이크 시스템 내에서 그 배치 위치들이 알려져 있는 상응하는 센서들은 브레이크 시스템의 변형 상태를, 그리고 이와 동시에, 또는 그 대안으로 브레이크 시스템 내의 응력을 2개의 위치에서 측정할 수 있으며, 그리고 브레이크 시스템의 변형률을 나타내는 신호를 출력할 수 있다. 한 실시예에서, 제1 및/또는 제2 측정 신호를 공급하기 위해, 하나 이상의 측정 부재는 브레이크 시스템의 브레이크 캘리퍼 상에 배치될 수 있다. 한 실시예에서, 제1 및/또는 제2 측정 신호를 공급하기 위해, 하나 이상의 측정 부재는 브레이크 시스템의 하우징 또는 또 다른 부재 상에, 또는 그 내에 배치될 수 있다. 한 실시예에서, 압착력(clamping force)이 검출될 수 있다. 본 발명의 한 실시예는, 제동 토크를 결정하기 위해, 브레이크 시스템, 브레이크 캘리퍼 또는 추가 브레이크 부재의 기지의 탄성 또는 강성이 추가로 이용될 수 있다는 장점을 제공한다. 그 결과, (부가의) 추가 매개변수의 이용을 통해 제동 토크의 결정 시 매우 높은 정밀도가 달성된다.
또한, 검출하는 단계에서도, 마찰력은 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호의 이용하에 검출될 수 있다. 또한, 바람직하게는, 검출하는 단계에서, 특히 브레이크 디스크가 회전 상태에 있지 않고 정지 상태에서 마찰력이 전달되지 않을 때, 브레이크 디스크에 대한 브레이크 라이닝의 압착력이 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호의 이용하에 검출된다. 측정 신호들이 각각의 지지력을 나타낸다면, 예컨대 제1 및 제2 측정 신호는, 마찰력을 나타내는 값을 구하기 위해 합산될 수 있다. 예컨대 상기 접근법을 통해 제동 동안 브레이크 라이닝의 두 홀더 상에서 발생하는 마찰력은 두 측정된 지지력의 합계로부터 특히 대수부호의 유념하에 매우 용이하게 산출될 수 있다. 이 경우, 산출된 마찰력의 대수부호는 주행 방향에 따라서 결정될 수 있다. 본 발명의 상기 실시예는, 차륜의 제동을 야기하는 마찰력이 매우 정확하고 기계적으로 간단하게 결정될 수 있다는 장점을 제공한다. 그런 다음, 그에 따라 구해진 마찰력은 기계적 규칙성의 이용하에 제동 토크의 결정을 위해 매우 간단하게 이용될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 본 발명의 한 실시예에 따라서, 검출하는 단계에서, 마찰 반경은 장착 치수, 베어링 간격뿐만 아니라 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호의 이용하에 검출된다. 장착 치수 및 베어링 간격은 브레이크 시스템의 구조를 통해 알고 있는 것이고 일정한 것으로서 고려될 수 있다. 그러므로 본 발명은, 마찬가지로 기계적 규칙성의 이용을 통해 제동 토크가 기술적으로 매우 간단하게 결정될 수 있다는 장점을 제공한다. 예컨대 일측 측정 신호, 특히 제2 측정 신호와 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호의 합계에서 몫이 계산될 수 있다. 그런 다음, 예컨대 몫은, 일측 베어링 지점, 특히 제1 베어링 지점과 그 결과로 초래된 마찰력의 접촉점 사이의 이격 간격을 구하기 위해, 베어링 간격으로 곱해질 수 있다. 제2 측정 신호와 두 측정 신호의 합계의 몫과 베어링 간격에서 결정된 이격 간격이 장착 치수에서 감산된다면, 곧바로 마찰 반경에 대한 값이 결정될 수 있다. 베어링 캘리퍼의 제1 베어링 지점과 베어링 디스크의 회전축 사이의 이격 간격(즉, 장착 치수)과 브레이크 캘리퍼의 현가 지점들의 베어링 간격은 기지 사항이기 때문에, 순간적인 유효 마찰 반경(R)은 예컨대 하기 방정식에 따라서 계산될 수 있으며,
Figure pct00001
위의 식에서, 변수 R은 마찰 반경을 나타내고, 변수 A는 베어링 간격을 나타내고, 변수 X0은 장착 치수를 나타내고, 변수 F2는 제2 지지력을 나타내며, 변수 FR은 마찰력을 나타낸다. 본 발명의 상기 유형의 실시예는, 간단한 기계적 관계의 이용을 통해 마찰 반경을 매우 정밀하게 결정하고 그 결과로 제동 토크도 매우 정밀하게 결정한다는 장점을 제공한다.
한 실시예에 따라서, 판독하는 단계에서 장착 치수의 길이 변화량에 대한 정보, 및 이와 동시에 또는 그 대안으로 장착 위치의 연장 방향에 대해 수직인 공차 범위 이내에서 차륜의 축의 위치의 변화량에 대한 정보가 확인되며, 그리고 검출하는 단계에서는 제동 토크, 및 이와 동시에 또는 그 대안으로 마찰력, 및 이와 동시에 또는 그 대안으로 마찰 반경이 길이 변화량에 대한 정보, 및 이와 동시에 또는 그 대안으로 위치의 변화량에 대한 정보의 이용하에 확인될 수 있다. 장착 치수의 연장 방향은 장착 치수의 측정 방향을 의미할 수 있다. 장착 치수의 연장 방향에 대해 수직인 공차 범위 이내에서 차륜의 축의 위치의 변화량은 연장 방향과 다른 방향으로 차륜의 축 위치의 변화량을 의미할 수 있다. 따라서 특히 상기 축의 위치의 변화량은, 연장 방향이 수평 방향으로, 다시 말하면 철도 차량이 그 상에서 주행하는 레일 경로에 대해 실질적으로 평행하게 정렬될 때, 차륜 축의 위치의 수직 변화량을 의미할 수 있다. 장착 치수의 길이 변화량에 대한 정보, 및 이와 동시에 또는 그 대안으로 장착 치수의 연장 방향에 대해 수직인 공차 범위 이내에서 차륜의 축의 위치의 변화량에 대한 정보를 판독할 수 있도록 하기 위해, 적어도 추가 센서, 예컨대 길이 센서의 정보가 판독될 수 있다. 제동 토크의 검출 동안 정밀도를 계속하여 증가시키기 위해, 본 발명의 상기 실시예에 따라서, 바람직하게는 주행 모드 동안 브레이크 디스크의 상대 이동이 고려될 수 있다. 차륜 또는 차륜 세트와 대차 프레임(bogie frame) 사이의 1차 현가장치(primary suspension)로 인해, 차륜 또는 차륜 세트는 각각의 적재 상태에 따라서 프레임에 대해 상대적으로 수직 방향으로 변위될 수 있다. 이에 추가로, 또는 그 대안으로, 예컨대 고무 스프링들을 포함한 탄성 차축 베어링들은 차량 종방향 및 횡방향의 변위도 허용할 수 있다. 그로 인해, 불가피하게 브레이크 캘리퍼에 대해 상대적으로 브레이크 디스크의 위치도 변한다. 이처럼 브레이크 캘리퍼에 대해 상대적인 축 이동 또는 축 이동들의 영향은, 브레이크 디스크의 상대 이동을 알고 있을 때 제동 토크의 계산 중에 고려될 수 있다. 두 차축 베어링에서 하나의 방향, 2개의 방향, 또는 총 3개의 방향으로 차륜 세트의 이동들이 예컨대 적합한 변위 센서들을 통해 기록된다면, 축 상에서 브레이크 디스크의 위치에 대해 비교적 간단하게 상대 이동이 산출될 수 있다. 이를 위해, 제1 베어링 지점 및 제2 베어링 지점과 관련하여 브레이크 디스크의 축 변위를 통한 기하학적 변화량이 결정되고 힘 또는 토크의 결정에 대한 그 기하학적 변화량의 영향이 고려될 수 있다.
또한, 본원에서 제안되는 접근법을 통해, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 신호를 출력하기 위한 방법이 제안되며, 하나 이상의 차륜 또는 하나 이상의 차륜 세트에 할당되어 브레이크 신호에 근거하여 제동력을 생성하기 위한 브레이크 시스템은, 하나 이상의 브레이크 디스크와, 이 브레이크 디스크와 상호 작용하는 하나 이상의 브레이크 라이닝과, 이 브레이크 라이닝과 연결되는 브레이크 캘리퍼를 포함하고, 브레이크 캘리퍼는 브레이크 하우징에 의해 적어도 하나의 제1 베어링 지점 및 하나의 제2 베어링 지점 상에 장착되고, 제2 베어링 지점은 제1 베어링 지점으로부터 사전 정의된 베어링 간격으로 이격되고, 브레이크 캘리퍼 상에는 제1 측정 신호를 공급하기 위한 제1 센서 및 제2 측정 신호를 공급하기 위한 제2 센서가 배치되며, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호는 각각 힘, 특히 지지력 또는 이 지지력으로부터 유도되는 변수를 나타낸다. 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 신호를 출력하기 위한 방법은 하기 단계들을 포함한다.
철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크를 결정하기 위한 본원에서 제안되는 방법의 한 변형예로 결정되었던 제동 토크를 판독하는 단계, 및
브레이크 신호를 출력하기 위해, 의도하는 설정 제동 토크 및 판독된 제동 토크를 이용하여 제동력을 결정하는 단계.
또한, 바람직하게는, 결정하는 단계에서, 제동력은 마찰력의 이용하에 결정된다. 마찰력과 같은 추가 변수는, 지금까지의 접근법들을 통해 달성될 수도 있었던 것보다, 철도 차량의 주행 동안 가해질 제동력, 또는 이런 제동력의 결정에 대한 더 견고하면서도 이와 동시에 또는 그 대안으로 더 신속한 폐회로 제어를 가능하게 할 수 있다.
브레이크 신호를 출력하기 위한 명시한 방법의 추가 개선예에서, 결정하는 단계에서 제동력은 마찰 반경의 이용하에 결정될 수 있다. 마찰 반경의 지렛대 작용의 이용을 통해, 제동력은 더욱 신속하게 또는 더욱 견고하게 결정될 수 있는데, 특히 그 이유는 그 결과로 마찰 반경의 변화량이 매우 신속하게 검출되어 실제로 필요한 제동력의 결정 시 고려될 수 있기 때문이다.
또한, 본원에서는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크를 결정하기 위한 장치도 제안되며, 하나 이상의 차륜 또는 하나 이상의 차륜 세트에 할당되어 브레이크 신호에 근거하여 제동력을 생성하기 위한 브레이크 시스템은, 하나 이상의 브레이크 디스크와, 이 브레이크 디스크와 상호 작용하는 하나 이상의 브레이크 라이닝과, 이 브레이크 라이닝과 연결된 브레이크 캘리퍼를 포함하고, 브레이크 캘리퍼는 브레이크 하우징을 통해 적어도 하나의 제1 베어링 지점 및 하나의 제2 베어링 지점 상에 장착되고, 제2 베어링 지점은 제1 베어링 지점으로부터 사전 정의된 베어링 간격으로 이격되고, 베어링 하우징 상에는 제1 측정 신호를 공급하기 위한 제1 센서 및 제2 측정 신호를 공급하기 위한 제2 센서가 배치되고, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호는 각각 힘, 특히 지지력 또는 이 지지력으로부터 유도되는 변수를 나타내며, 상기 장치는 하기 특징들을 포함한다.
제1 측정 신호 및 제2 측정 신호를 판독하기 위한 인터페이스, 및
장착 치수가 브레이크 디스크의 회전축과 제1 베어링 지점 사이의 이격 간격에 상응하는 조건에서, 장착 치수, 베어링 간격뿐만 아니라, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호도 이용하여 제동 토크를 검출하기 위한 유닛.
따라서 본원의 경우 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크를 결정하기 위한 장치가 제안되며, 이 장치는 상응하는 인터페이스들 및/또는 유닛들에서 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크를 결정하기 위한 방법의 단계들을 실행하고 구현하도록 형성된다. 장치 형태인 본 발명의 상기 실시 변형예를 통해서도, 본 발명의 기초가 되는 과제는 신속하면서도 효율적으로 해결될 수 있다.
또한, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 신호를 출력하기 위한 장치도 제안되며, 하나 이상의 차륜 또는 하나 이상의 차륜 세트에 할당되어 브레이크 신호에 근거하여 제동력을 생성하기 위한 브레이크 시스템은, 하나 이상의 브레이크 디스크와, 이 브레이크 디스크와 상호 작용하는 하나 이상의 브레이크 라이닝과, 이 브레이크 라이닝과 연결된 브레이크 캘리퍼를 포함하고, 브레이크 캘리퍼는 브레이크 하우징을 통해 적어도 하나의 제1 베어링 지점 및 하나의 제2 베어링 지점 상에 장착되고, 제2 베어링 지점은 제1 베어링 지점으로부터 사전 정의된 베어링 간격으로 이격되고, 브레이크 캘리퍼 상에는 제1 측정 신호를 공급하기 위한 제1 센서 및 제2 측정 신호를 공급하기 위한 제2 센서가 배치되고, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호는 각각 힘, 특히 지지력 또는 이 지지력으로부터 유도되는 변수를 나타내며, 상기 장치는 하기 특징들을 포함한다.
제동 토크를 판독하기 위한 인터페이스, 및
브레이크 신호를 출력하기 위해, 사전 결정된 설정 제동 토크 및 판독된 제동 토크를 이용하여 제동력을 결정하기 위한 유닛.
철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 신호를 출력하기 위한 장치의 형태인 본 발명의 한 실시예를 통해, 본원의 기초가 되는 과제는 신속하면서도 효율적으로 해결될 수 있다. 이 경우, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 신호를 제어하기 위한 장치는, 상응하는 인터페이스들 및/또는 유닛들에서 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 회로를 제어하기 위한 방법의 단계들을 실행하고 구현하도록 형성된다.
본원에서 장치는, 센서 신호들을 판독하고 처리하고 이 센서 신호들에 따라서 제어 신호들 및/또는 데이터 신호들을 출력하는 전기 기기를 의미할 수 있다. 본원의 장치는 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 따라서 형성될 수 있는 인터페이스를 포함할 수 있다. 하드웨어에 따른 형성의 경우, 인터페이스들은 예컨대 제어 장치의 다양한 기능들을 포함하는 이른바 시스템 ASIC의 부분일 수 있다. 그러나 인터페이스들은 고유의 집적 회로들일 수 있거나, 또는 적어도 부분적으로 이산 소자들로 구성될 수도 있다. 소프트웨어에 따른 형성의 경우에는 인터페이스들은 예컨대 또 다른 소프트웨어들과 더불어 마이크로 컨트롤러 상에 제공되어 있는 소프트웨어 모듈들일 수 있다.
또한, 바람직하게는 프로그램 코드를 포함한 컴퓨터 프로그램 제품도 제안되며, 상기 프로그램 코드는 반도체 메모리, 하드디스크 저장 장치 또는 광학 메모리 상에 저장될 수 있으면서 컴퓨터 또는 장치 상에서 실행된다면 앞서 기재한 실시예들 중 어느 하나의 실시예에 따르는 방법의 실행을 위해 이용된다. 따라서 프로그램 코드로 정의되는 본원의 방법의 단계들은 컴퓨터 또는 장치의 유닛들에 의해 구현될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 하기에서 첨부한 도면들과 관련하여 더 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 철도 차량용 브레이크 시스템을 도시한 개략적 측면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 철도 차량용 브레이크 시스템을 도시한 개략적 상면도이다.
도 3a ~ 도 3c는 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 철도 차량용 브레이크 시스템을 각각 도시한 개략도이다.
도 4a ~ 도 4b는 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 철도 차량용 브레이크 시스템을 각각 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 철도 차량용 브래킷과 관련하여 브레이크 디스크의 가능한 축 방향 이동을 갖는 브레이크 시스템을 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 철도 차량용 브레이크 시스템의 제동 토크를 결정하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 신호를 제어하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 바람직한 실시예들의 하기 기재내용에서, 여러 도면에 도시되고 유사하게 작용하는 부재들을 위해 동일하거나 유사한 도면부호들이 이용되며, 상기 부재들의 반복되는 기재는 배제된다.
도 1에는, 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 철도 차량용 브레이크 시스템(100)이 개략적 측면도로 도시되어 있다. 브레이크 시스템(100)은, 브레이크 디스크(102)와, 이 브레이크 디스크(102) 상에 작용하고 밀착될 수 있는 브레이크 라이닝(104)과, 브레이크 캘리퍼(106)를 포함한다. 브레이크 라이닝(104)은 브레이크 캘리퍼(106)의 일측 단부 상에 고정된다. 브레이크 캘리퍼(106)는 브레이크 하우징(108)에 의해 브래킷(114) 상의 2개의 베어링 지점(110, 112) 상에 고정된다. 2개의 베어링 지점(110, 112)에는 베어링 상에 작용하는 힘의 검출을 위한 각각의 핀(116, 118)이 배치된다. 도 1에는, 브레이크 하우징(108)과 브레이크 캘리퍼(106)를 작동 연결하는, 다시 말하면 힘을 전달하는 방식으로 연결하는 브레이크 실린더(120)가 직접 확인할 수 없는 방식으로 파선으로 도시되어 있다. 브레이크 시스템(100)이 고정되어 있는 철도 차량의 주행 동안, 브레이크 디스크(102)는 회전축(122)을 중심으로 회전한다. 브레이크 라이닝(104)은 브레이크 디스크(102)에 대해 측면에 배치되며, 다시 말하면 브레이크 라이닝(104)은 공차 범위 이내에서 브레이크 디스크(102)의 측면 표면에 평행하게 배치된다. 브레이크 라이닝(104)의 표면은 브레이크 디스크(102)의 측면 표면의 부분 영역을 덮는다. 브레이크 캘리퍼(106)는 본 실시예의 경우 U자 형태를 가지며, 두 단부는 브레이크 라이닝(104)과 연결되고, 브레이크 라이닝(104)에 대향하여 위치하는 브레이크 실린더(120)의 단부 상에는 브레이크 실린더(120)로부터 브레이크 캘리퍼(106) 상으로 힘의 전달을 위한 하기에서 훨씬 더 상세하게 설명되는 푸시 로드 액추에이터가 배치된다.
도 1에 도시된 제1 베어링 지점(110) 상에서 브레이크 하우징(108)은 제1 핀(116)에 의해 브래킷(114)과 연결된다. 이와 유사하게, 제2 베어링 지점(112) 상에서는 브레이크 하우징(108)이 제2 핀(118)에 의해 브래킷(114)과 연결된다. 핀들(116 및 118)은 각각의 베어링 지점(110, 112)에서 발생하는 지지력을 측정하여 그에 상응하게 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호를 각각 출력하도록 각각 형성되는 측정 핀이다. 또한, 측정 핀(116, 118)은 측정 부재(116, 118)로서도 지칭될 수 있다. 한 실시예에서 2개의 핀(116, 118)은 관통 핀 또는 관통 측정 핀으로서 형성될 수 있다. 관통 핀은 예컨대 도 4a에 도시되어 있다.
브레이크 라이닝(104)은, 브레이크 신호에 반응하여, 하기에서 상세하게 설명되는 기재내용에 따라서 브레이크 실린더(120)의 병진 운동을 통해 브레이크 디스크(102) 상으로 밀착된다. 이 경우, 브레이크 디스크(102)는 각속도(ω)로 회전될 수 있다. 그 결과, 브레이크 라이닝(104)과 브레이크 디스크(102) 사이의 작용 위치(124)에서 브레이크 라이닝(104)은 제동력(FB)으로 브레이크 디스크(102) 상으로 밀착된다. 작용 위치(124)는 브레이크 디스크(102)의 회전축(122)에 대해 마찰 반경(R)에 상응하는 이격 간격(R)으로 이격되어 배치된다. 이 경우, 회전축(122)과 제1 베어링 지점(110) 사이의 이격 간격(X0)은 장착 치수(X0)로서 지칭된다. 제1 베어링 지점(110)과 제2 베어링 지점(112) 사이의 이격 간격은 베어링 간격(A)으로서 지칭된다. 브레이크 디스크(102)가 그 상에 고정되어 있는 차륜의 회전 동안 브레이크 디스크(102)의 회전을 통해 작용 위치(124)에서는 제동력(FB)에 비례하는 마찰력(FR)이 야기되며, 이런 마찰력은 브레이크 라이닝들(104)과 브레이크 실린더(120) 사이에서 브레이크 캘리퍼(106)의 연장 방향에 대해 실질적으로 수직으로 정렬되는 것으로서 고려될 수 있다. 마찰력(FR) 또는 제동력(FB) 및 마찰 반경(R)으로부터 브레이크 디스크(102) 상에 작용하는 제동 토크(MB)가 결정될 수 있다. 제동 토크(MB)의 상기 결정을 위해, 상기 마찰력(FR) 또는 제동력(FB)을 통한 결과로, 측정 부재(116 및 118)를 통해 검출될 수 있는 지지력들이면서 제1 베어링 지점(110) 상에 작용하는 제1 지지력(F1) 및 제2 베어링 지점(112) 상에 작용하는 제2 지지력(F2)을 야기하는 브레이크 캘리퍼(106)의 지렛대 작용이 발생한다는 점이 이용된다.
도 2에는, 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 철도 차량용 브레이크 시스템(100)이 단순한 개략도로 도시되어 있다. 따라서, 도 2에 도시된 브레이크 시스템(100)은 도 1에 기재된 브레이크 시스템(100)일 수 있으며, 상기 브레이크 시스템은 도 2에 상면도로 개략적으로 도시되어 있다. 브레이크 캘리퍼 유닛은 2개의 캘리퍼 레버(106)를 포함하며, 이들 캘리퍼 레버의 일측 단부들은 브레이크 슈들(104) 상에 관절식으로 연결되고 그 타측 단부들은 자신들 사이에서 연장되는 푸시 로드 액추에이터(225) 상에 관절식으로 연결된다. 캘리퍼 레버들(106)의 중앙 영역들은 브레이크 하우징(108) 상에 연결되며, 일측 캘리퍼 레버(106)의 연결 위치는 간단한 피벗 베어링(226)으로서 형성된다. 타측 캘리퍼 레버(106)의 연결 위치는, 하우징 내에 파지된 브레이크 실린더(120)로부터 크랭크 암(228)을 통해 두 캘리퍼 레버(106)의 접근 방향으로 작동될 수 있는 편심 기어(227)로서 형성된다. 편심 기어(227)는 하우징 내에서 축을 중심으로 회전 가능한 샤프트를 포함하며, 이 샤프트는 브레이크 디스크(102)의 반대 방향으로 향하는 방식으로 비스듬하게 후방 외부 방향으로 향하는 편심성을 가지면서 캘리퍼 레버들(106)이 그 상에 장착되어 있는 축을 갖는 스터드(stud)를 지지한다. 편심 기어(227)는 캘리퍼 레버들(106)이 상대적으로 짧은 경우 높은 힘 변환비를 가능하게 한다.
한 실시예에서, 브레이크 실린더(120) 또는 그 대안으로 브레이크 실린더(120)의 하우징은 브레이크 하우징(108)과 연결될 수 있다.
하기의 도면들, 도 3a, 3b 및 3c에는, 철도 차량용 브레이크 시스템(100)에 대한 한 실시예가 서로 상이한 도면으로 각각 도시되어 있다. 이 경우, 도 3a에서 개별 부재들 사이의 이격 간격 명칭이 명시되어 있는 측면도로 도시되어 있는 브레이크 시스템(100)은 도 3b에 상면도로 재현되어 있다. 도 3c에는, 제1 측정 핀 및 제2 측정 핀을 포함하는 베어링 지점들의 위치들을 분명하게 알 수 있는, 브레이크 시스템(100)의 부분 영역의 단면도가 도시되어 있다.
도 3a에는, 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 철도 차량용 브레이크 시스템(100)의 도면이 도시되어 있다. 이 경우, 재차 이미 도 1과 관련하여 더 상세하게 설명된 부재들 및 부품들이 재현되어 있으며, 여기서는 제동 토크(MB)의 결정의 더 나은 설명을 위해 브레이크 시스템(100)의 부재들 중 몇몇 부재의 이격 간격들 또는 그 이격 간격들의 명칭들이 기재되어 있다. 이 경우, 제1 측정 핀(116)으로부터 공급되는 제1 측정 신호 및 제2 측정 핀(118)으로부터 공급되는 제2 측정 신호는 도 3a에 도시된 장치(310)의 판독을 위한 인터페이스(300)에 의해 판독될 수 있다. 그런 다음, 제1 및 제2 측정 신호는 인터페이스(300)로부터 제동 토크(MB)를 검출하기 위한 유닛(320)으로 전송될 수 있으며, 이 유닛 내에서는 예컨대 하기에서 훨씬 더 상세하게 기재되는 접근법에 상응하게 제동 토크(MB)가 결정된다. 이에 이어서, 검출된 제동 토크(MB)는 예컨대 브레이크 신호(340)를 출력하기 위한 장치(330)로 전송되며, 이 장치는, [실제로 브레이크 디스크(102) 상에 작용하는] 제동 토크(MB)가 예컨대 의도하는 설정 제동 토크에 상응하는 방식으로 상기 제동 토크를 변경하기 위해 브레이크 실린더의 신장 또는 그 단축을 제어한다. 그 결과, 기술적으로 매우 간단한 유형으로, 브레이크 라이닝들(104)로부터 브레이크 디스크(102) 상에 인가되는 제동력(FB)의 폐회로 제어가 구현될 수 있다. 제동 토크(MB)를 결정하기 위한 장치(310) 및 브레이크 신호(340)를 출력하기 위한 장치(330)는 예시로만 도시되고 배치되어 있다. 그러므로 상기 장치들(310 및 330)은 실제로 도 3a에 도시된 위치들에 내장되지 않아도 될 뿐더러, 브레이크 시스템(100) 내의 임의의 위치에, 또는 일반적으로 철도 차량 내에 내장될 수도 있다.
도 3b에는, 도 3a에 도시된 브레이크 시스템(100)이 상면도로 도시되어 있다. 도 3b의 도면에서는, 특히 브레이크 실린더(120)의 힘 발생기(350)가 확인되며, 이 힘 발생기는, 캘리퍼 레버들(360) 중 일측 캘리퍼 레버 상의 레버 병진 운동에 의해 브레이크 라이닝(104) 상으로 안내되는 작동력을 생성한다. 캘리퍼 레버(360) 상에서 상기 힘은 푸시 로드 액추에이터(355)를 통해 제2 캘리퍼 레버(360) 상으로 안내되며, 이 제2 캘리퍼 레버는 제2 브레이크 라이닝(104)을 브레이크 디스크와 접촉시킨다. 그에 따라, 이제, 라이닝 홀더들 상에 장착된 브레이크 라이닝들(104)이 브레이크 디스크(102) 상으로 밀착됨으로써, 작동력(FBet)은 제동력(FB)으로 변환된다.
도 3c에는, 브레이크 시스템(100)의 부분 영역이 단면도로 도시되어 있다. 도 3c에는, 제1 측정 핀(116) 및 제2 측정 핀(118)의 위치가 확인되며, 상기 측정 핀들은 브래킷(114) 상에서 브레이크 하우징(370)의 제1 베어링 지점(110) 또는 제2 베어링 지점(112) 내 고정점 상에 배치된다. 도 3c의 단면도의 하부 부분 영역에는 브레이크 실린더(120)의 힘 발생기(350)가 그 내에 통합되어 있는 하우징이 도시되어 있다.
도 4a에는, 본 발명의 추가 실시예에 따르는 브레이크 시스템(100)의 일부분이 단면도로 도시되어 있다. 여기서는, 브래킷(114)과 브레이크 캘리퍼(106) 사이의 연결이 현가 핀(400)(suspension pin)을 통해 실현되어 있고, 이 현가 핀(400)은 힘 발생기(350)의 하우징(370)의 보어를 통해 안내되어 있는 점이 확인된다. 제1 측정 부재(116) 및 제2 측정 부재(118)는 각각 힘 발생기(350)의 하우징(370)과 현가부(400) 사이에 내장되며, 그럼으로써 측정 부재들은 각각 인접하는 캘리퍼 레버(360)로부터 하우징(370)을 통해 안내되는 변형률을 측정할 수 있게 된다. 변형률은 (인가된) 힘에 비례한다.
도 4b에는, 도 4a에서 특히 중요한 영역이 확대도로 도시되어 있다.
따라서, 제동 동안 브레이크 디스크(102) 상에 작용하는 제동 토크의 검출을 위해, 브레이크 시스템(100) 내에, 또는 각각의 캘리퍼 레버(360)와 힘 발생기(350)의 하우징(370) 사이의 현가 지점들에 2개의 센서(116 또는 118)가 기지의 이격 간격(A)으로 배치될 수 있다. 센서들(116 또는 118)은, 한편으로 브레이크 라이닝과 브레이크 디스크 사이의 마찰력(FR) 및 다른 한편으로는 마찰력을 통해 브레이크 캘리퍼 내로 유입되는 굽힘 모멘트가 검출될 수 있도록 배치되거나, 또는 그 해당 위치에 포지셔닝될 수 있다. 따라서, 상기 두 측정값, 그리고 브레이크 캘리퍼 및 대차 또는 브래킷의 기지의 치수들에 의해, 제어 또는 검출 모듈(310) 내에서 순간 존재하는 마찰 반경(R)이, 그리고 검출된 마찰력(FR)과 함께 실제로 작용하는 제동 토크(MB)가 산출될 수 있다. 제어 또는 검출 모듈(310) 내에서 결정된 변수들 또는 값들은 브레이크 시스템을 제어하기 위한, 또는 작동력(FBet)의 폐회로 제어를 위한 브레이크 신호를 출력하기 위한 폐회로 제어 모듈(330)로 공급될 수 있다. 이에 추가로, 또는 그와 동시에, 결정된 변수들 또는 값들은 특히 철도 차량 내 작업자를 위해 디스플레이 상에 표시될 수 있다. 표시된 변수들 또는 값들은 철도 차량의 제어 시 작업자를 보조할 수 있다.
현가부 또는 현가 핀(400)의 영역에서 힘 발생기(350)(콤팩트 캘리퍼)의 하우징(370)은 브레이크 캘리퍼(106)의 자기 중량을 통해서만, 그리고 라이닝들(104) 상에서 마찰력(FR)의 작용을 통해서만 하중을 받게 된다. 이런 영역에서 2개의 위치에서 응력 또는 변형 상태가 측정된다면, 브레이크 캘리퍼(106)를 통해 안내되는 하중은 분명하게 검출된다. 센서 장치의 상응하는 보정 동안, 마찰력(FR) 및 유효 우력 길이(L)는 측정치로 결정될 수 있고 제동 토크(MB)에 관련된 마찰 반경(R)은 산출될 수 있다.
다시 말해, 브레이크 캘리퍼 유닛 또는 브레이크 시스템(100)은 두 힘 측정 핀(116 및 118)에 의해 브래킷(114) 내에서 회동 가능하게 장착된다. 브래킷(114)은 (철도) 차량의 대차 프레임과 단단히 나사 체결된다. 브레이크 캘리퍼(106)는 하우징(108)에 의해 브래킷(114) 내에서 2개의 베어링 지점에서 현가된다. 베어링 핀들(116 또는 118)은 분리된 힘 측정 핀으로서 형성된다. 제동 동안, 발생하는 두 지지력(F1 및 F2)은 매우 정밀하게 측정될 수 있다. 그에 따라 브레이크 디스크(102) 상에 작용하는 제동 토크(MB)는 하기 관계식에 따라서 결정된다.
Figure pct00002
도 5에는, 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 철도 차량용 브래킷(114)과 관련하여 브레이크 디스크(102)의 가능한 축 이동을 갖는 브레이크 시스템(100)이 개략도로 도시되어 있다. 브레이크 시스템(100)은 도 3a에 이미 도시된 브레이크 시스템(100)일 수 있다. 이 경우, 도 5에서의 회전축(122)은 도 3a에 도시된 회전축(122)에 비해 변위되어 있다. 브래킷(114)과 관련하여 회전축(122)의 변위를 통해, 브레이크 디스크(100) 내에서 작용하는 힘에도 영향을 미치는 새로운 기하학적 관계가 제공된다.
또한, 본원에서 제안되는 접근법에 의해, 제동 토크의 결정 시 제동 동안의 축 변위를 추가로 고려하는 가능성이 존재한다. 이를 위해, 도 5에는, 차량의 종방향(ΔX)으로, 그리고 수직 방향(ΔY)으로 차륜 축과 그에 따른 브레이크 디스크(102)의 중심점 또는 회전점의 변위가 도시되어 있다. 변위들 또는 변위 구간들(ΔX 및 ΔY)이 기지의 사항이라면, 베어링 지점들에서 측정된 힘들 및 기지의 기하구조로부터 제동 토크(MB)가 산출될 수 있다. 도 5에 명시된 각도(α)가 중심 위치에서 Rx에 대한 값(다시 말하면 x 방향, 다시 말하면 철도 경로에 대해 평행한 방향의 반경 성분의 비율)의 이용하에 근사로 계산된다면, 제동 토크는 상대적으로 적은 오류로 간단한 (기하) 방정식들을 통해 산출된다.
힘 인가점, 다시 말하면 브레이크 라이닝(104)과 브레이크 디스크(102) 사이의 마찰 위치(124)로부터 이격되어 장착된 센서(116 또는 118)로 정확한 제동 토크를 검출하고자 한다면, 확인된 점에 따르면 (실제로는 평면의 연장부에 관계되는) 상기 마찰 위치(124), 다시 말하면 결국에는 마찰 반경의 변동은 충분한 정밀도로 분해될 수 없다. 힘 값, 예컨대 F1 또는 F2만이 존재한다면, 제동 토크(MB)를 위한 정확한 값은 수치로 계산되지 않는다(이는 알려져 있지 않다). 두 힘(F1 및 F2), 및 이 힘과 관련하여 정확하게 알고 있는 기하학적 위치를 측정 기술로 동시에 검출하는 것을 통해, 힘들 및 토크들을 위한 방정식 시스템이 완전하게 결정된다. 다시 말해, 본원에서 제안되는 접근법의 장점은 특히 하우징(370)과 같은 브레이크의 힘 전달 부재들 상에 힘을 전달하는 방식으로 장착되고(다시 말하면 작동 연결되고) 상호 간에는 이격되어 있는 2개의 변형 또는 힘 센서(116 또는 118)를 이용한다는 점에 있다.
본원에서 제안되는 접근법의 추가 장점으로서 내세울 수 있는 점은, 센서들(116 또는 118) 중 일측 센서가 그에 상응하게 장착될 경우 직접적으로 브레이크와 관련한 마찰력(FR)에서 비롯되지 않는 변형력을 검출하기 위해서도 이용될 수 있다는 점이다. 다시 말해, 상기 센서는, 브레이크 디스크가 회전하지 않거나, 또는 차륜 세트가 회전하지 않는 경우(다시 말하면 차량의 정지 상태에서) (정확한 기능의 분석의 의미에서) 작동력을 측정할 수 있다. 이 경우, 측정 핀들(116 및 118)은 도 3a 또는 도 4a에 도시된 포지셔닝에 상응하게 배치될 수 있으며, 상기 도면들에는 원리상의 주제의 논거 및 예시로서 철도 차량의 디스크 브레이크 상에서 센서들의 국소화가 브레이크 시스템(100)의 하나 이상의 컴포넌트의 변형률의 측정을 위한 이용을 위해서도 도시되어 있다. 제동력(FB)을 통해 가압되는 브레이크 어셈블리의 힘 흐름에서 변형률 측정은, 측정된 반응력들(F1 및 F2)의 수학적 미분에서, 발생 위치에서 작용하는 정확한 마찰력(FR)을 제공한다. 이 경우, 센서들(116 또는 118)은, 도 4a 및 도 4b로부터 확인할 수 있는 것처럼, 브래킷(114), 현가 핀(400) 및/또는 브레이크 하우징(370) 상에 장착되거나 내장될 수 있다.
도 6에는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크를 결정하기 위한 방법(600)이 흐름도로 도시되어 있다. 이 경우, 상기 브레이크 시스템은, 하나의 차륜 또는 하나 이상의 차륜 세트에 할당되어 브레이크 신호에 근거하여 제동력을 생성하기 위한 하나 이상의 브레이크 시스템과, 하나 이상의 브레이크 디스크와, 이 브레이크 디스크와 상호 작용하는 하나 이상의 브레이크 라이닝과, 이 브레이크 라이닝과 연결된 브레이크 캘리퍼를 포함한다. 브레이크 캘리퍼는 적어도 하나의 제1 베어링 지점 및 하나의 제2 베어링 지점 상에 장착되고, 제2 베어링 지점은 제1 베어링 지점으로부터 사전 정의된 베어링 간격으로 이격되고, 브레이크 캘리퍼 상에는 제1 측정 신호를 공급하기 위한 제1 센서 및 제2 측정 신호를 공급하기 위한 제2 측정 신호가 배치되며, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호는 각각 힘, 특히 지지력 또는 이 지지력으로부터 유도되는 변수를 나타낸다. 본원의 방법(600)은 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호를 판독하는 단계(610)를 포함한다. 또한, 본원의 방법(600)은 장착 치수, 베어링 간격뿐만 아니라 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호를 이용하여 제동 토크를 검출하는 단계(620)도 포함하며, 여기서 장착 치수는 브레이크 디스크의 회전축과 제1 베어링 지점 사이의 이격 간격에 상응한다.
도 7에는, 본 발명의 한 실시예에서의 이용을 위한 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 신호를 출력하기 위한 방법(700)이 흐름도로 도시되어 있다. 이 경우, 상기 브레이크 시스템은, 하나의 차륜 또는 하나 이상의 차륜 세트에 할당되어 브레이크 신호에 근거하여 제동력을 생성하기 위한 하나 이상의 브레이크 시스템과, 하나 이상의 브레이크 디스크와, 이 브레이크 디스크와 상호 작용하는 하나 이상의 브레이크 라이닝과, 이 브레이크 라이닝과 연결된 브레이크 캘리퍼를 포함한다. 브레이크 캘리퍼는 적어도 하나의 제1 베어링 지점 및 하나의 제2 베어링 지점 상에 장착되고, 제2 베어링 지점은 제1 베어링 지점으로부터 사전 정의된 베어링 간격으로 이격되고, 브레이크 캘리퍼 상에는 제1 측정 신호를 공급하기 위한 제1 센서 및 제2 측정 신호를 공급하기 위한 제2 센서가 배치되며, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호는 각각 힘, 특히 지지력 또는 이 지지력으로부터 유도되는 변수를 나타낸다. 본원의 방법(700)은 제동 토크를 결정하기 위한 방법의 한 변형예의 실행을 통해 결정된 제동 토크를 판독하는 단계(710)를 포함한다. 또한, 본원의 방법(700)은, 브레이크 신호를 출력하기 위해, 사전 결정된 설정 제동 토크 및 판독된 제동 토크를 이용하여 제동력을 결정하는 단계(720)도 포함한다.
기재한 실시예들은 예시로서만 선택되어 있으며 상호 간에 조합될 수 있다.
100: 브레이크 시스템
102: 브레이크 디스크
104: 브레이크 라이닝
106: 브레이크 캘리퍼
108: 브레이크 하우징
110: 제1 베어링 지점
112: 제2 베어링 지점
114: 브래킷
116: 제1 핀, 제1 측정 부재
118: 제2 핀, 제2 측정 부재
120: 브레이크 실린더
122: 회전축
124: 작용 위치
R: 마찰 반경
A: 베어링 간격
X0: 장착 치수
FR: 마찰력
F1: 제1 지지력
F2: 제2 지지력
MB: 제동 토크
FBet: 작동력
FB: 제동력
225: 푸시 로드 액추에이터
226: 피벗 베어링
227: 편심 기어
228: 크랭크 암
300: 제1 및 제2 측정 신호를 판독하기 위한 인터페이스
310: 결정하기 위한 장치
320: 검출하기 위한 장치
330: 브레이크 신호를 출력하기 위한 장치
340: 브레이크 신호
350: 힘 발생기
355: 푸시 로드 액추에이터
360: 캘리퍼 레버
365: 브레이크 라이닝의 파지를 위한 고정 유닛
370: 힘 발생기의 하우징
400: 현가 핀
600: 제동 토크를 결정하기 위한 방법
610: 판독하는 단계
620: 검출하는 단계
700: 브레이크 신호를 출력하기 위한 방법
710: 판독하는 단계
720: 결정하는 단계

Claims (13)

  1. 철도 차량용 브레이크 시스템(100)에서 제동 토크(MB)를 결정하기 위한 방법(600)으로서, 하나 이상의 차륜 또는 하나 이상의 차륜 세트에 할당되어 브레이크 신호(340)에 근거하여 제동력(FB)을 생성하기 위한 브레이크 시스템(100)은, 하나 이상의 브레이크 디스크(102)와, 이 브레이크 디스크(102)와 상호 작용하는 하나 이상의 브레이크 라이닝(104)과, 이 브레이크 라이닝(104)과 연결된 브레이크 캘리퍼(106)와, 브레이크 하우징(108) 및/또는 브래킷(114)을 포함하고, 브레이크 캘리퍼(106)는 브레이크 하우징에 의해 적어도 하나의 제1 베어링 지점(110) 및 하나의 제2 베어링 지점(112) 상에 장착되고, 제2 베어링 지점(112)은 제1 베어링 지점(110)으로부터 사전 정의된 베어링 간격(A)으로 이격되고, 브레이크 시스템(100) 상에, 그리고/또는 브레이크 하우징(108) 상에, 그리고/또는 브레이크 하우징(108)과 브래킷(114) 사이에 제1 측정 신호를 공급하기 위한 제1 센서(116) 및 제2 측정 신호를 공급하기 위한 제2 센서(118)가 배치되며, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호는 각각 힘(F1, F2), 특히 지지력 또는 이 지지력으로부터 유도되는 변수를 나타내는, 상기 방법에 있어서,
    상기 방법(600)은,
    상기 제1 측정 신호 및 상기 제2 측정 신호를 판독하는 단계(610)와,
    장착 치수(X0)가 상기 브레이크 디스크(102)의 회전축(122)과 상기 제1 베어링 지점(110) 사이의 이격 간격에 상응하는 조건에서 상기 장착 치수(X0), 상기 베어링 간격(A)뿐만 아니라 상기 제1 측정 신호 및 상기 제2 측정 신호를 이용하여 제동 토크(MB)를 검출하는 단계(620)
    를 포함하는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 방법(600).
  2. 제1항에 있어서, 상기 판독하는 단계(610)에서 상기 제1 베어링 지점(110)에 할당된 제1 지지력(F1)을 나타내는 제1 측정 신호가 판독되며, 그리고 상기 제2 베어링 지점(110)에 할당된 제2 지지력(F2)을 나타내는 제2 측정 신호가 판독되는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 방법(600).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 검출하는 단계(620)에서 마찰력(FR)은 상기 제1 측정 신호 및 상기 제2 측정 신호의 이용하에 검출되는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 방법(600).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판독하는 단계(610)에서 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호가 판독되며, 상기 제1 측정 신호 및 상기 제2 측정 신호는 각각 상기 브레이크 시스템(100) 내의 변형률을 나타내는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 방법(600).
  5. 제4항에 있어서, 상기 검출하는 단계(620)에서, 특히 상기 브레이크 디스크(102)가 회전 상태에 있지 않고 정지 상태에서 마찰력(FR)이 전달되지 않을 때, 상기 브레이크 디스크(102)에 대한 상기 브레이크 라이닝(104)의 압착력은 상기 제1 측정 신호 및 상기 제2 측정 신호의 이용하에 검출되는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 방법(600).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출하는 단계에서, 마찰 반경(R)은 상기 장착 치수(X0), 상기 베어링 간격(A)뿐만 아니라 상기 제1 측정 신호 및 상기 제2 측정 신호의 이용하에 검출되며, 특히 상기 마찰 반경(R)은 차륜의 회전축(122)과 그 결과로 초래된 상기 브레이크 디스크(102)에 대한 상기 브레이크 라이닝(104)의 접촉점(124) 사이의 이격 간격을 나타내는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 방법(600).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판독하는 단계(610)에서, 상기 장착 치수(X0)의 길이 변화량(X0+ΔX)에 대한 정보, 및/또는 상기 장착 위치(X0)의 연장 방향에 대해 수직인 공차 범위 이내에서 차륜의 축(122)의 위치의 변화량(ΔY)에 대한 정보가 판독되며, 그리고 상기 검출하는 단계(620)에서는 상기 제동 토크(MB) 및/또는 상기 마찰력(FR) 및/또는 상기 마찰 반경(R)이 길이 변화량(X0+ΔX)에 대한 정보, 및/또는 위치의 변화량(ΔY)에 대한 정보의 이용하에 검출되는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 방법(600).
  8. 철도 차량용 브레이크 시스템(100)에서 제동력(FB)을 위한 브레이크 신호(340)를 출력하기 위한 방법(700)으로서, 하나 이상의 차륜 또는 하나 이상의 차륜 세트에 할당되어 브레이크 신호(340)에 근거하여 제동력(FB)을 생성하기 위한 브레이크 시스템(100)은 하나 이상의 브레이크 디스크(102)와, 이 브레이크 디스크(102)와 상호 작용하는 하나 이상의 브레이크 라이닝(104)과, 이 브레이크 라이닝(104)과 연결된 브레이크 캘리퍼(106)를 포함하고, 브레이크 캘리퍼(106)는 브레이크 하우징(108)에 의해 적어도 하나의 제1 베어링 지점(110) 및 하나의 제2 베어링 지점(112) 상에 장착되고, 제2 베어링 지점(112)은 제1 베어링 지점(110)으로부터 사전 정의된 베어링 간격으로 이격되고, 브레이크 캘리퍼(106) 상에는 제1 측정 신호를 공급하기 위한 제1 센서(116) 및 제2 측정 신호를 공급하기 위한 제2 센서(118)가 배치되며, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호는 각각 힘(F1, F2), 특히 지지력 또는 이 지지력으로부터 유도되는 변수를 나타내는, 상기 방법에 있어서,
    상기 방법(700)은,
    제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따르는 방법(600)의 단계들의 실행을 통해 결정된 제동 토크(MB)를 판독하는 단계(710)와,
    브레이크 신호(340)를 출력하기 위해, 사전 결정된 설정 제동 토크 및 판독된 제동 토크(MB)를 이용하여 제동력(FB)을 결정하는 단계(720)
    를 포함하는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 신호의 출력 방법(700).
  9. 제8항에 있어서, 상기 결정하는 단계에서 상기 제동력(FB)은 마찰력(FR)의 이용하에 결정되는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 신호의 출력 방법(700).
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 결정하는 단계(720)에서 상기 제동력(FB)은 마찰 반경(R)의 이용하에 결정되는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 신호의 출력 방법(700).
  11. 철도 차량용 브레이크 시스템(100)에서 제동 토크(MB)를 결정하기 위한 장치(310)로서, 하나 이상의 차륜 또는 하나 이상의 차륜 세트에 할당되어 브레이크 신호(340)에 근거하여 제동력(FB)을 생성하기 위한 브레이크 시스템(100)은 하나 이상의 브레이크 디스크와, 이 브레이크 디스크(102)와 상호 작용하는 하나 이상의 브레이크 라이닝(104)과, 이 브레이크 라이닝(104)과 연결된 브레이크 캘리퍼(106)를 포함하고, 브레이크 캘리퍼(106)는 브레이크 하우징(108)을 통해 적어도 하나의 제1 베어링 지점(110) 및 하나의 제2 베어링 지점(112) 상에 장착되고, 제2 베어링 지점(112)은 제1 베어링 지점(110)으로부터 사전 정의된 베어링 간격으로 이격되고, 베어링 하우징(108) 상에, 또는 이 베어링 하우징과 브래킷(114) 사이에 제1 측정 신호를 공급하기 위한 제1 센서(116) 및 제2 측정 신호를 공급하기 위한 제2 센서(118)가 배치되며, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호는 각각 힘(F1, F2), 특히 지지력 또는 이 지지력으로부터 유도되는 변수를 나타내는, 상기 장치에 있어서,
    상기 장치(310)는,
    상기 제1 측정 신호 및 상기 제2 측정 신호를 판독하기 위한 인터페이스(300)와,
    장착 치수(X0)가 상기 브레이크 디스크(102)의 회전축(122)과 상기 제1 베어링 지점(110) 사이의 이격 간격에 상응하는 조건에서, 상기 장착 치수(X0), 상기 베어링 간격(A)뿐만 아니라 상기 제1 측정 신호 및 상기 제2 측정 신호를 이용하여 제동 토크를 검출하기 위한 유닛(320)
    을 포함하는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 장치(310).
  12. 철도 차량용 브레이크 시스템(100)에서 제동력(FB)을 위한 브레이크 신호(340)를 출력하기 위한 장치(330)로서, 하나 이상의 차륜 또는 하나 이상의 차륜 세트에 할당되어 브레이크 신호(340)에 근거하여 제동력(FB)을 생성하기 위한 브레이크 시스템(100)은 하나 이상의 브레이크 디스크와, 이 브레이크 디스크(102)와 상호 작용하는 하나 이상의 브레이크 라이닝(104)과, 이 브레이크 라이닝(104)과 연결된 브레이크 캘리퍼(106)를 포함하고, 브레이크 캘리퍼(106)는 브레이크 하우징(108)을 통해 적어도 하나의 제1 베어링 지점(110) 및 하나의 제2 베어링 지점(112) 상에 장착되고, 제2 베어링 지점(112)은 제1 베어링 지점(110)으로부터 사전 정의된 베어링 간격(A)으로 이격되고, 브레이크 캘리퍼(106) 상에는 제1 측정 신호를 공급하기 위한 제1 센서(116) 및 제2 측정 신호를 공급하기 위한 제2 센서(116)가 배치되며, 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호는 각각 힘(F1, F2), 특히 지지력 또는 이 지지력으로부터 유도되는 변수를 나타내는, 상기 장치에 있어서,
    상기 장치(330)는,
    제11항에 따르는 장치에 의해 결정된 제동 토크(MB)를 판독하기 위한 인터페이스와,
    브레이크 신호(340)를 제어하기 위해, 사전 결정된 설정 제동 토크 및 판독된 제동 토크(MB)를 이용하여 제동력(FB)을 결정하기 위한 유닛
    을 포함하는, 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동력을 위한 브레이크 신호의 출력 장치(330).
  13. 컴퓨터 프로그램이 장치(310, 330) 상에서 실행될 때 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따르는 방법(600, 700)의 실행을 위한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램.
KR1020157034760A 2013-05-13 2014-05-09 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 방법 및 그 장치 KR102205387B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013008227.7A DE102013008227A1 (de) 2013-05-13 2013-05-13 Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines Bremsmoments an einer Bremsanlage für ein Schienenfahrzeug
DE102013008227.7 2013-05-13
PCT/EP2014/059563 WO2014184110A2 (de) 2013-05-13 2014-05-09 Verfahren und vorrichtung zum bestimmen eines bremsmoments an einer bremsanlage für ein schienenfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160006731A true KR20160006731A (ko) 2016-01-19
KR102205387B1 KR102205387B1 (ko) 2021-01-19

Family

ID=50680058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157034760A KR102205387B1 (ko) 2013-05-13 2014-05-09 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 방법 및 그 장치

Country Status (12)

Country Link
US (1) US10071715B2 (ko)
EP (1) EP2996913B1 (ko)
JP (1) JP6231190B2 (ko)
KR (1) KR102205387B1 (ko)
CN (1) CN105307913B (ko)
AU (1) AU2014267494B2 (ko)
BR (1) BR112015028131A2 (ko)
DE (1) DE102013008227A1 (ko)
HK (1) HK1214217A1 (ko)
RU (1) RU2612468C1 (ko)
WO (1) WO2014184110A2 (ko)
ZA (1) ZA201509006B (ko)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015000898A1 (de) 2015-01-23 2016-07-28 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremssystem mit mechanischer Kraftschlussbegrenzung Rad-Schiene
DE102016103238A1 (de) * 2016-02-24 2017-08-24 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremszangeneinheit
DE102016107319A1 (de) * 2016-04-20 2017-10-26 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremseinrichtung für ein Schienenfahrzeug und Verfahren zum Bestimmen eines Bremsmoments einer solchen Bremseinrichtung
DE102016107317A1 (de) * 2016-04-20 2017-10-26 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremseinrichtung für ein Schienenfahrzeug und Verfahren zum Bestimmen eines Bremsmoments einer Bremseinrichtung
ES2733451T3 (es) 2016-08-25 2019-11-29 Dellner Brakes Ab Un dispositivo de frenado de tipo palanca
JP6862205B2 (ja) * 2017-02-09 2021-04-21 ナブテスコ株式会社 キャリパ装置
DE102017009125A1 (de) 2017-06-30 2019-01-03 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Sensoranordnung und Verfahren zum Ermitteln einer Bremskraft
DE102017217413B4 (de) * 2017-09-29 2022-02-10 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zum Ermitteln einer Betriebsgröße einer Trommelbremse, Trommelbremsanordnungen, Auswertevorrichtung und Speichermedium
EP3720742B1 (en) * 2017-12-04 2022-01-19 Faiveley Transport Italia S.p.A. System for determining a wheel-rail adhesion value for a railway vehicle and the corresponding method thereof
CN108128294B (zh) * 2017-12-11 2020-01-10 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 停车制动控制方法及装置
US10894533B2 (en) * 2017-12-22 2021-01-19 Robert Bosch Gmbh Wheel torque sensor for highly automated driving vehicles
ES2949700T3 (es) 2018-03-12 2023-10-02 Knorr Bremse Systeme Arreglo de dispositivo de barra de tracción de una pinza de freno y pinza de freno
AT520448B1 (de) * 2018-04-25 2019-04-15 Ve Vienna Engineering Forschungs Und Entw Gmbh Schwimmsattelbremse
DE102018133349A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Pilz Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Momentschätzung
IT201900008874A1 (it) * 2019-06-13 2020-12-13 Freni Brembo Spa Metodo e sistema per rilevare e misurare una forza di frenata di un sistema frenante per veicolo, mediante sensori fotonici incorporati in una pastiglia freno
IT201900008898A1 (it) * 2019-06-13 2020-12-13 Freni Brembo Spa Metodo e sistema per determinare una coppia di frenata, mediante rilevazione effettuata con sensori fotonici ad un’interfaccia di fissaggio tra un corpo di pinza freno e un rispettivo supporto
CN114207308A (zh) * 2019-07-26 2022-03-18 法维莱运输亚眠公司 包括制动杆系的轨道制动系统和配备有此系统的轨道车辆
CN110966328B (zh) * 2020-01-02 2021-03-30 中车青岛四方车辆研究所有限公司 制动夹钳单元的实时状态监测装置、制动夹钳单元及方法
CN112577654A (zh) * 2020-12-25 2021-03-30 中国航天空气动力技术研究院 车辆制动刹车力的测量装置及方法
JP2022117698A (ja) * 2021-02-01 2022-08-12 ナブテスコ株式会社 車両用ブレーキ装置
CN115027438B (zh) * 2022-07-01 2023-03-14 中车制动系统有限公司 夹钳臂位移监测装置及制动夹钳单元状态监测方法
DE102022208092A1 (de) * 2022-08-03 2024-02-08 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Verfahren zum Erfassen eines Zustands einer Bremse, Bremse und Bremssystem mit einer Bremse

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4425598C1 (de) * 1994-07-06 1995-12-21 Mannesmann Ag Vorrichtung für die automatische Bremskraftermittlung im Stillstand oder während der Fahrt an Bremsscheiben von Schienenfahrzeugen
EP1640233A1 (de) * 2004-09-20 2006-03-29 Faiveley Transport Remscheid GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung der Funktion einer Bremszange
WO2009118350A2 (de) * 2008-03-26 2009-10-01 Bombardier Transportation Gmbh Vorrichtung zur überwachung der bremswirkung
US20120018260A1 (en) * 2008-12-19 2012-01-26 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Brake system of a rail vehicle with compensation of fluctuations of the friction conditions

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1234258A1 (ru) 1984-12-04 1986-05-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Вагоностроения Дисковый тормоз транспортного средства
US4716994A (en) * 1985-08-16 1988-01-05 Akebono Brake Industry Co., Ltd. Disc brake
DE9010026U1 (ko) * 1990-07-02 1991-11-07 Lucas Industries P.L.C., Birmingham, West Midlands, Gb
DE4024811C2 (de) * 1990-08-04 1997-02-20 Telefunken Microelectron Vorrichtung zur Steuerung des Bremsvorgangs von Kraftfahrzeugen
DE4431353C1 (de) 1994-09-02 1996-03-28 Knorr Bremse Systeme Bremszangeneinheit für Scheibenbremsen von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen
JPH10267055A (ja) * 1997-03-24 1998-10-06 Akebono Brake Ind Co Ltd 制動トルク検出方法及び装置
JP3942747B2 (ja) * 1998-09-25 2007-07-11 カヤバ工業株式会社 ブレーキトルク検出装置
JP3942748B2 (ja) * 1998-09-25 2007-07-11 カヤバ工業株式会社 ブレーキトルク検出装置
DE10140021B4 (de) * 2001-08-16 2004-09-16 Lucas Automotive Gmbh Scheibenbremse
CN2520273Y (zh) * 2002-02-27 2002-11-13 铁道科学研究院机车车辆研究所 一种轮装盘形制动装置
DE10214669B4 (de) * 2002-04-03 2014-01-23 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer elektrisch betätigten Verschleißnachstelleinrichtung
JP2004264029A (ja) * 2003-01-16 2004-09-24 Koyo Seiko Co Ltd センサ付きハブユニット
RU2283786C1 (ru) 2005-03-01 2006-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение САУТ" Устройство для автоматического управления торможением поезда
JP4620074B2 (ja) * 2007-03-29 2011-01-26 本田技研工業株式会社 ブレーキ力検出装置
JP2010071337A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Akebono Brake Ind Co Ltd ディスクブレーキのブレーキトルクロッド機構
WO2010034541A1 (de) * 2008-09-23 2010-04-01 Robert Bosch Gmbh Haltebolzen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4425598C1 (de) * 1994-07-06 1995-12-21 Mannesmann Ag Vorrichtung für die automatische Bremskraftermittlung im Stillstand oder während der Fahrt an Bremsscheiben von Schienenfahrzeugen
EP1640233A1 (de) * 2004-09-20 2006-03-29 Faiveley Transport Remscheid GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung der Funktion einer Bremszange
WO2009118350A2 (de) * 2008-03-26 2009-10-01 Bombardier Transportation Gmbh Vorrichtung zur überwachung der bremswirkung
US20120018260A1 (en) * 2008-12-19 2012-01-26 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Brake system of a rail vehicle with compensation of fluctuations of the friction conditions

Also Published As

Publication number Publication date
AU2014267494B2 (en) 2017-06-01
CN105307913B (zh) 2018-04-20
CN105307913A (zh) 2016-02-03
WO2014184110A2 (de) 2014-11-20
JP6231190B2 (ja) 2017-11-15
HK1214217A1 (zh) 2016-07-22
AU2014267494A1 (en) 2015-11-12
RU2612468C1 (ru) 2017-03-09
US20160229382A1 (en) 2016-08-11
ZA201509006B (en) 2017-04-26
EP2996913A2 (de) 2016-03-23
WO2014184110A3 (de) 2014-12-31
JP2016523753A (ja) 2016-08-12
KR102205387B1 (ko) 2021-01-19
BR112015028131A2 (pt) 2017-07-25
DE102013008227A1 (de) 2014-11-13
EP2996913B1 (de) 2021-03-31
US10071715B2 (en) 2018-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102205387B1 (ko) 철도 차량용 브레이크 시스템에서 제동 토크의 결정 방법 및 그 장치
TWI506259B (zh) Load measuring method and apparatus, railway vehicle equipped with load measuring device, and load management system
CN110997429B (zh) 确定轨道车辆纵向动态行为变化的方法和装置
CN110462246B (zh) 车辆的包括制动衬片磨损检测装置的盘式制动设备
US20050269873A1 (en) System and method for aircraft braking system usage monitoring
EP3720742B1 (en) System for determining a wheel-rail adhesion value for a railway vehicle and the corresponding method thereof
Urda et al. Wheel-rail contact force measurement using strain gauges and distance lasers on a scaled railway vehicle
CN108026995B (zh) 用于监控行车制动器状态的方法和设备以及制动器和制动系统
CN101460347A (zh) 用于确定制动器的性能参数的方法和计算单元
JP2022509312A (ja) ドラムブレーキ
EP3196086A1 (en) Apparatus and method for testing brake-running conditions
KR20050062956A (ko) 철도차량의 차륜 활주 감지 시스템
JP7128130B2 (ja) 鉄道車両のブレーキ力測定装置及び測定方法
US7191642B2 (en) Method, apparatus and system for measuring brake force
Antanaitis Vehicle integration factors affecting brake caliper drag
CN108698588A (zh) 用于测量由制动力产生的位移距离的组件
JP6730152B2 (ja) ブレーキ圧力分布計測方法およびブレーキ圧力分布計測装置
NL2028141B1 (en) Brake Torque Measuring System
Olmeda Santamaría et al. Development and characterization of a compact device for measuring the braking torque of a vehicle
JPH08178773A (ja) 基礎ブレーキ装置の押付力検出方法
JP2003182546A (ja) 電動ブレーキ装置
JP2022026585A (ja) ブレーキキャリパ装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant