LV13458B

LV13458B - Braking device for a rail vehicle

Info

Publication number: LV13458B
Application number: LVP-06-04A
Authority: LV
Inventors: Wolfgang Straube
Original assignee: Knorr Bremse Systeme Fer Schie
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2006-01-09
Publication date: 2006-10-20
Also published as: WO2005005216A1; RS20060003A; ATE355208T1; LT5375B; EP1646545A1; DE502004003066D1; LT2005110A; DE10331199A1; CN100389993C; PL1646545T3; JP2009513408A; EP1646545B1; CN1822973A; NO20060566L

Description

1 LV 13458

Bremsvorrichtung eines Schienenfahrzeugs

Bremsvorrichtung eines Schienenfahrzeugs Beschreibung Stand der Technik. Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung eines Schienenfahrzeugs, gemāft der Gattung von Anspruch 1.

Eine solche bekannte Bremsvorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. Die Bremsvorrichtung beinhaltet eine aus N/^stabsgrūnden nicht gezeigte, elektrische Generatorbremse, deren Bremsvvirkung durch eine elektropneumatische Reibungsbremse 1 ergānzt ist (Blending). Aus Verschleiftgrunden wird vorrangig mittels der elektrischen Generatorbremse gebremst und, fails deren Bremsleistung nicht ausreicht, die elektropneumatische Reibungsbremse 1 zugeschaltet. Zur Bereitstellung der zusātzlich benotigten Bremsleistung umfasst die elektropneumatische

Reibungsbremse 1 eine elektronische Regeleinrichtung 2 zur Erzeugung eines geregelten Vorsteuerdrucks, vvobei in Abhāngigkeit des Vorsteuerdrucks mittels eines Relaisventils 4 ein Bremsdruck fūr einen oder mehrere Bremszylinder generiert wird. Fur uber die normalen Betriebsbremszustānde hinausgehende Bremszustānde, wie beispielsweise eine Notbremsung oder fur den Fall, dass die elektronische Regeleinrichtung 2 gestort ist, weist die elektropneumatische Reibungsbremse 1 zusātzlich eine pneumatische Einrichtung 6 zur Erzeugung eines Vorsteuerdrucks fūr das Relaisventil 4 auf.

Die pneumatische Einrichtung 6 kann eine mit einer Hauptluftleitung HL in Verbindung stehende Steuerventilanordnung 8 oder eine Druckbegrenzungseinrichtung beinhalten. Im ersten, in Fig. I gezeigten Fall ist eine sog. indirekte Bremse vervvirklicht, weil durch die Steuerventilanordnung 8 aus dem Druck in der Hauptluftleitung HL ein Vorsteuerdruck gebildet wird, in dessen Abhāngigkeit wiederum der Bremsdruck im Relaisventil 4 erzeugt wird. Im zvveiten Fall wird mittels der Druckbegrenzungseinrichtung der Druck in einem Druckreservoir auf einen bestimmten 2

Wert begrenzt und als Vorsteuerdruck in das Relaisventil 4 eingesteuert, wodurch eine sog. direkte Bremse realisiert ist. Beiden Alternativen ist gemeinsam, dass die Druckausgānge 10, 12 der elektronischen Regeleinrichtung und der pneumatischen Einrichtung mit zugeordneten Eingāngen 14,16 eines Umschaltventils 18 verbunden sind, dessen Ausgang 20 an einen Steuereingang 22 des Relaisventils 4 angeschlossen ist. Das Umschaltventil 18 bildēt ein"Oder-Glied", d. h. es schaltet entvveder den geregelten Vorsteuerdruck der elektronischen Regeleinrichtung 2 auf den Steuereingang 22 des Relaisventils 4 oder den durch die pneumatische Einrichtung 6 erzeugten Vorsteuerdruck. Bei normalen Betriebsbremsungen oder bei Notbremsungen wird ublichervveise der Druckausgang 10 der elektronischen Regeleinrichtung 2 auf den Steuereingang 22 des Relaisventils 4 geschaltet, vvāhrend der Druckausgang 12 der pneumatischen Einrichtung 6 gesperrt bleibt. Lediglich bei Vorliegen eines Fehlers in der elektronischen Regeleinrichtung 2 schaltet das Umschaltventil 18 den Druckausgang 12 der pneumatischen Einrichtung 6 auf den Steuereingang 22 des Relaisventils 4.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsvorrichtung der eingangs ervvāhnten Art derart vveiterzubilden, dass sie kostengūnstiger zu fertigen ist und zuverlāssiger arbeitet.

Erfindungsgemāft wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelost.

Vorteile der Erfindung

Weil der Druckausgang der elektronischen Regeleinrichtung mit dem Steuereingang der beispielsvveise durch das Relaisventil gebildeten Ventilanordnung stāndig in druckleitender Verbindung steht, vvāhrend dem Druckausgang der pneumatischen Einrichtung und dem Steuereingang des Relaisventils vvenigstens ein Ruckhalteventil zvvischengeordnet ist, konnen bei geoffnetem Rūckhalteventil sovvohl der Vorsteuerdruck der elektronischen Regeleinrichtung als auch der Vorsteuerdruck der pneumatischen Einrichtung am Steuereingang des Relaisventils anstehen. Dies ist vor aliem bei Notbremsungen oder bei Schnellbremsungen von Vorteil, wenn die gegenūber der pneumatischen Einrichtung schneller reagierende elektronische Regeleinrichtung rasch einen Vorsteuerdruck aufbaut und der etvvas spāter einsetzende Vorsteuerdruck der pneumatischen Einrichtung als redundante Sicherheit zur Verfūgung steht. Hierdurch wird der Zuverlāssigkeit der Bremsvorrichtung gesteigert. 3 LV 13458

Gemāft einer besonders bevorzugten Ausfūhrungsform wird das Rūckhalteventil durch eine Sicherheitsschleife des Schienenfahrzeugs gesteuert und bei einem Fehler oder Ausfall der elektronischen Regeleinrichtung oder im Notbremsfall durchgeschaltet und ansonsten gesperrt.

Gemāft einer VVeiterbildung dieser Ausfūhrungsform wird das Rūckhalteventil durch ein stromlos offenes und bestromt geschlossenes Magnetventil gebildet. Wenn dann im Falle einer Notbremsung die Sicherheitsschleife stromlos geschaltet ist, gelangt das Rūckhalteventil in Offnungsstellung und kann den Vorsteuerdruck der pneumatischen Einrichtung an den Steuereingang der Ventilanordnung durchschalten. Bei einer Notbremsung oder Sclmellbremsung wird folglich der Steuereingang der

Ventilanordnung sovvohl von der elektronischen Regeleinrichtung als auch von der pneumatischen Einrichtung druckbeaufschlagt. Dadurch wird eine redundante Ansteuerung erzielt.

Im Falle einer direkten Bremse umfasst die pneumatische Einrichtung vorzugsvveise eine Druckbegrenzungseinrichtung, beispielsvveise ein lastabhāngiges Druckbegrenzungsventil, durch vvelches der Vorsteuerdruck bei einer Notbremsung entsprechend dem aktuellen Lastzustand begrenzt wird. Altemativ kann die Erfindung auch bei einer indirekten Bremse vervvirklicht sein, bei vvelcher die pneumatische Einrichtung eine mit einer Hauptluftleitung in Verbindung stehende

Steuerventilanordnung beinhaltet.

Gegenuber dem Umschaltventil des Stands der Technik ist das erfindungsgemāft vorgesehene Rūckhalteventil einfacher und kleiner aufgebaut, vvoraus gunstigere Fertigungskosten resultieren.

Zeichnungen.

Ausfūhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung nāher erlāutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer Bremsvorrichtung des Stands der Technik;

Fig. 2 einen schematischen Aufbau einer Bremsvorrichtung gemāft einer ersten Ausfūhrungsform der Erfindung mit einer indirekten elektropneumatischen

Reibungsbremse;

Fig. 3 einen schematischen Aufbau einer Bremsvorrichtung gerr^ einer weiteren Ausfūhrungsform der Erfindung mit einer direkten elektropneumatischen 4

Reibungsbremse;

Beschreibung der Ausfūhrungsbeispiele.

In Fig. 2 ist ein schematischer Aufbau einer Bremsvorrichtung gerr^ einer ersten Ausfūhrungsform der Erfindung gezeigt. Die Bremsvorrichtung beinhaltet eine aus IV^stabsgrūnden nicht gezeigte elektrische Generatorbremse, deren Bremswirkung durch eine elektropneumatische Reibungsbremse 24 ergānzt ist (Blending). Die elektropneumatische Reibungsbremse 24 umfasst vviederum eine elektronische Regeleinrichtung 26 und eine pneumatische Einrichtung 28, vvelche vorzugsvveise eine mit einer Hauptluftleitung HL in Verbindung stehende Steuerventilanordnung 30 und ein pneumatisches Bypass-Ventil 32 beinhaltet. Die Steuerventilanordnung, vorzugsvveise ein einziges Steuerventil 30, besitzt einen mit einem Druckreservoir 34 in Verbindung stehenden Versorgungsansch^ 36 und erzeugt in Abhāngigkeit des in der

Hauptluftleitung HL anstehenden Drucks einen Vorsteuerdruck an seinem

Druckausgang 38. Die elektronische Regeleinrichtung 26 ist ebenfalls iiber einen Versorgungsanschluft 40 an ein Druckreservoir 42 angeschlossen und steuert an ihrem Druckausgang 44 einen geregelten Vorsteuerdruck aus, der abhangig von einer benotigten Restbremsleistung ist, die die elektrische Generatorbremse nicht zur

Verfūgung stellen kann, vvelche bei Betriebsbremsungen zur Reduzierung des νβΓεοΝβιββε der Reibungsbremse 24 vorrangig eingesetzt wird. Der Druckausgang 44 der elektronischen Regeleinrichtung ist an eine pneumatische Leitung 46 angeschlossen, vvelche mit einem Konten 48 in Verbindung steht, von vvelchem sich eine vveitere pneumatische Leitung 50 bis zu einem Steuereingang 52 einer Ventilanordnung 54 erstreckt, die beispielsvveise durch ein Relaisventil gebildet vvird. Llber den Knoten 48 steht der Druckausgang 44 der elektronischen Regeleinrichtung 26 stāndig mit dem Steuereingang 52 des Relaisventils 54 in Stromungsverbindung. VVeiterhin vvird die elektronische Regeleinrichtung 26 ūber eine elektrische Steuerleitung 56 von einem nicht gezeigten Bremssteuergerāt angesteuert. Ein Versorgungsansch^ 58 des Relaisventils 54 ist mit einem Druckreservoir 60 verbunden. Das Relaisventil 54 steuert in Abhāngigkeit des an seinem Steuereingang 52 anstehenden Vorsteuerdrucks einen Bremsdruck an seinen Druckausgang 62 aus, vvelcher mit einem oder mehreren Bremszylindern verbunden ist.. VVeiterhin geht von dem Druckausgang 38 des Steuerventils 30 der pneumatischen Einrichtung 28 eine pneumatische Leitung 64 aus, in vvelcher ein Rūckhalteventil 66 angeordnet ist und 5 LV 13458 vvelche ebenfalls in den Knoten 48 mūndet. Das Rūckhalteventif. 66 ist vorzugsvveise ein stromlos offenes und bestromt geschlossenes Magnetventil, das durch eine Sicherheitsschleife des Schienenfahrzeugs angesteuert wird. Die elektronische Regeleinrichtung 26 wird zwischen ihrem Versorgungsanschli^ 40 und ihrem Druckausgang 44 mittels einer pneumatischen Bypass-Leitung 68 uberbruckt, in welcher sich ein Druckminderventil 70 und diesem nachgeordnet, das pneumatische Bypass- Ventil 32 befindet, das von einer von der Hauptluftleitung HL abzvveigenden pneumatischen Steuerleitung 72 angesteuert ist.

Vor diesem Hintergrund ist die Funktionsvveise der Bremsvorrichtung wie folgt: Wenn ausgehend von der Losestellung der Bremsen, in welcher das Rūckhalteventil 66 durch das nicht gezeigte Bremssteuergerāt stromlos offen geschaltet ist, ein Bremsanforderungssignal im Rahmen einer normalen Betriebsbremsung gegeben wird, wird das Rūckhalteventil 66 in seine bestromte Schlieftstellung umgeschaltet und hālt einen Vorsteuerdruck zurūck, vvelcher aufgrund einer mit dem Bremsanforderungssignal einhergehenden Drucksenkung in der Hauptluftleitung HL durch das Steuerventil 30 erzeugt vvorden ist. Gleichzeitig wird iiber die elektrische Steuerleitung 56 ein von der elektropneumatischen Reibungsbremse 24 geforderten Restbremsleistung abhāngiges Bremsanforderungssignal an die elektronische Regeleinrichtung 26 herangefuhrt, vvelches daraufhin einen entsprechenden geregelten Vorsteuerdruck an seinem Druckausgang 44 erzeugt, der uber die pneumatischen Leitungen 46,50 den Steuereingang 52 des Relaisventils 54 erreicht, um einen entsprechenden Bremsdruck zu erzeugen. Unter besonderen Betriebsbedingungen, beispielsweise im Falle eines Defekts der elektronischen Regeleinrichtung 26 oder eines Lecks in ihren Leitungen, wird aus der elektronischen Regeleinrichtung 26 kein Vorsteuerdruck oder ein zu niedriger Vorsteuerdruck ausgesteuert. Dies kann durch geeignete Sensoren detektiert vverden, woraufhin die Sicherheitsschleife entstromt wird, so dass das Rūckhalteventil 66 offnet und den vom Steuerventil 30 erzeugten Vorsteuerdruck zum Relaisventil 54 durchsteuert, um einen Bremsdruck fūr die nachgeschaiteten Bremszylinder aufzubauen. Als zusātzliche Sicherheitsebene ruft der im Notbremsfall oder im Schnellbremsfall oder im Falle eines Fehlers oder Druckveriusts in der elektronischen Regeleinrichtung 26 auf den Wert Null abgesenkte Druck in der Hauptluftleitung HL eine Offnung des ansonsten geschlossenen Bypass-Ventils 32 hervor, wodurch der am Versorgungsanschluft 40 der elektronischen 6

Regeleinrichtung 26 anstehende und durch das Druckminderventil 70 auf einen bestimmten Wert eingestellte Reservoirdruck ūber die pneumatische Bypass-Leitung 68 zum Knoten 48 und von dort zum Steuereingang 52 des Relaisventils 54 gelangt.

Durch geeignete Abstimmung der Dusen, Volumina und Drūcke in der elektropneumatischen Reibungsbremse 24 kann die Nachspeiseleistung der pneumatischen Einrichtung 28 ausreichend grc^ sein, um Fehler oder Druckverluste seitens der elektronischen Regeleinrichtung 26 zu ūbervvinden, wenn auch der Druckaufbau demgegenuber etwas verzogert ist. Zur Steigerung der

Druckaufbaugeschwindigkeit kann dem Steuerventil 30 eine Beschleunigungseinrichtung fur den Druck in der Hauptluftleitung HL vorgeordnet sein. Bei einer Notbremsung oder Schnellbremsung wird die Sicherheitsschleife stromlos geschaltet, wodurch das Rūckhalteventil 66 offnet, so dass der Steuereingang 52 des Relaisventils 54 sovvohl von der elektronischen Regeleinrichtung 26 als auch von der pneumatischen Einrichtung 28 druckbeaufschlagt ist. Dadurch wird eine redundante Ansteuerung des Relaisventils erzielt.

Bei dem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 3 sind die gegenuber dem vorhergehenden Beispiel gleichbleibenden und gleichvvirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeilen gekennzeichnet. Im Unterschied zum ersten Ausfuhrungsbeispiel ist bei dem Ausfuhrungsbeispiel von Fig. 3 keine indirekte pneumatische Bremse sondern eine direkte pneumatische Bremse gezeigt, bei vvelcher der von der pneumatischen Einrichtung 28 gelieferte Vorsteuerdruck fūr das Relaisventil 54 durch ein an ein Druckreservoir 74 angeschlossenes Druckbegrenzungsventil 76 eingestellt wird. VVeiterhin vvurde auf die pneumatische Bypass-Leitung 68 und das Bypass-Ventil 32 verzichtet. Ansonsten sind der Aufbau und die Funktionsvveise identisch wie bei der vorangehend beschriebenen Ausfuhrungsform.

Bezugszahlenliste. 1 Reibungsbremse; 2 elektronische Regeleinrichtung; 4 Relaisventil; 6 pneumatische Einrichtung; 8 Steuerventil; 10 Druckausgang; 12 Druckausgang; 14 Eingang; 16 Eingang; 18 Umschaltventil; 20 Ausgang; 22 Steuereingang; 24 Reibungsbremse; 26 elektronische; Regeleinrichtung; 28 pneumatische Einrichtung; 30 Steuerventil; 32 Bypass-Ventil; 34 Druckreservoir; 36 Versorgungsanschluft; 38 Druckausgang; 40 VersorgungsanschluB; 42 Druckreservoir; 44 Druckausgang; 46 7 LV 13458 pneumatische Leitung; 48 Knoten; 50 pneumatische Leitung; 52 Steuereingang; 54 Relaisventil; 56 Steuerleitung; 58 Versorgungsanschluft; 60 Druckreservoir; 62 Druckausgang; 64 pneumatische; Leitung; 66 Rūckhalteventil; 68 Bypass-Leitung; 70 Druckminderventil; 72 pneumatische Steuerleitung; 74 Druckreservoir; 76 Druckbegrenzungsventil.

Patentanspruche 1.Bremsvorrichtung eines Schienenfahrzeugs, beinhaltend eine elektrische Generatorbremse, deren Bremswirkung durch eine elektropneumatische Reibungsbremse (24) ergānzt ist (Blending), welche eine elektronische Regeleinrichtung (26) zur Erzeugung eines geregelten Vorsteuerdrucks und eine pneumatische Einrichtung (28) zur Erzeugung eines Vorsteuerdrucks umfasst, vvobei in Abhāngigkeit des Vorsteuerdrucks mittels einer Ventilanordnung (54) ein Bremsdruck fur einen oder mehrere Bremszylinder erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckausgang (44) der elektronischen Regeleinrichtung (26) mit einem Steuereingang (52) der Ventilanordnung (54) stāndig in druckleitender Verbindung steht, vvāhrend einem Druckausgang (38) der pneumatischen Einrichtung (28) und dem Steuereingang (52) der Ventilanordnung (54) vvenigstens ein Rūckhalteventil (66) zvvischengeordnet ist. 2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rūckhalteventil (66) durch eine Sicherheitsschleife des Schienenfahrzeugs gesteuert ist. 3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rūckhalteventil (66) bei einem Fehler oder Ausfall der elektronischen Regeleinrichtung (26) oder im Notbremsfall durchgeschaltet und ansonsten gesperrt ist. 4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Notbremsung oder Schnellbremsung der Steuereingang (52) der Ventilanordnung (54) 8 sovvohl von der elektronischen Regeleinrichtung (26) als auch .von der pneumatischen Einrichtung (28) druckbeaufschlagt ist. 5. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rūckhalteventil (66) durch ein stromlos offenes und bestromt geschlossenes Magnetventil gebildet wird. 6. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (54) vvenigstens ein Relaisventil beinhaltet. 7. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass die pneumatische Einrichtung (28) eine mit einer Hauptluftleitung (HL) in Verbindung stehende Steuerventilanordnung (30) oder eine Druckbegrenzungseinrichtung (76) umfasst. 8. Bremsvorrichtung Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbegrenzungseinrichtung (76) ein lastabhāngiges Druckbegrenzungsventil umfasst.

(57) Abstracl: The invenlion relates to a braking dc\'ice for a rail vehiele comprising an clectrical break generaior whose braking elTeci is complemcnled bv an electro-pneumalic frietion brake (24) (blending) vvhich consists of an electronic control svslcm (26) for producing a controlled pilot pressure and a pneumatie syslcm (28) for p rod ucina a pilot pressure, whcroin a brakina pressure for one or several braking cylinders is produced according to the pilot pressure by means of a valve system (54). The aim of said invenlion is to enables a pressure output (44) of the electronic control system (26) to bc permanenti)' connected to a control output (52) of the valve systcm (54) for transferring pressure, whereas a baeking valve (66) is arranged between the pressure output (38) of the pneumatie system (28) and the control output (52) of the valve syslem (54).

Claims

LV 13458 Izgudrojuma formula 1. Bremzes ierīce sliežu transportlīdzeklim, kas ietver elektriska ģeneratora tipa bremzi, kura bremzējošā darbība tiek papildināta ar elektropneimatisku berzes bremzi (24) laidenai sajūgšanai (blending), kurai ir elektroniska vadības ierīce (26) regulējama sākumspiediena pielikšanai un pneimatiska ierīce (28) sākumspiediena pielikšanai, pie kam, atkarībā no sākumspiediena, vienam vai vairākiem bremžu cilindriem ar ventiļu sistēmas (54) palīdzību tiek pievadīts bremzēšanas spiediens, kas raksturīga ar to, ka elektroniskās vadības ierīces (26) spiediena izvads (44) ir pastāvīgi savienots ar ventiļu sistēmas (54) spiediena ievadu (52), pie kam starp pneimatiskās ierīces (28) spiediena izvadu (38) un ventiļu sistēmas (54) vadības ievadu (52) ir izvietots vismaz viens pretspiediena ventilis (66).
2. Bremzes ierīce saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīga ar to, ka pretspiediena ventilis (66) tiek vadīts ar sliežu transportlīdzekļa drošības ķēdi.
3. Bremzes ierīce saskaņā ar 1. vai 2. punktu, kas raksturīga ar to, ka pretspiediena ventilis (66) pie elektroniskās vadības ierīces (26) defekta vai atteices vai pie ārkārtas bremzēšanas tiek atvērts caurplūdei un pretējā gadījumā ir noslēgts.
4. Bremzes ierīce saskaņā ar 3. punktu, kas raksturīga ar to, ka pie ārkārtas bremzēšanas vai straujas bremzēšanas ventiļu sistēmas (54) vadības ievadam (52) tiek pievadīts spiediens kā no elektroniskās vadības ierīces (26), tā arī no pneimatiskās ierīces (28).
5. Bremzes ierīce saskaņā ar jebkuru no iepriekšējiem punktiem, kas raksturīga ar to, ka pretspiediena ventilis (66) ir izveidots kā magnētiskais ventilis, kas ir atvērtā stāvoklī pie izslēgtas strāvas un slēgts pie ieslēgtas strāvas.
6. Bremzes ierīce saskaņā ar jebkuru no iepriekšējiem punktiem, kas raksturīga ar to, ka ventiļu sistēma (54) ietver vismaz vienu releja ventili.
7. Bremzes ierīce saskaņā ar jebkuru no iepriekšējiem punktiem, kas raksturīga ar to, ka pneimatiskā ierīce (28) ietver ar galveno gaisa vadu (HL) savienotu vadības ventiļu sistēmu (30) vai spiediena ierobežotāju (76).
8. Bremzes ierīce saskaņā ar 7. punktu, kas raksturīga ar to, ka spiediena ierobežotājs (76) ietver no slodzes atkarīgu spiediena ierobežošanas ventili.