WO2009056305A1 - Ventilanordnung zur steuerung einer bremsanlage einer feststellbremsanlage eines schienenfahrzeugs - Google Patents

Ventilanordnung zur steuerung einer bremsanlage einer feststellbremsanlage eines schienenfahrzeugs Download PDF

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Sebastian Louca
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Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH
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    • B60T15/04—Driver's valves
    • B60T15/048—Controlling pressure brakes of railway vehicles

Definitions

  • Valve arrangement for controlling a brake system of a parking brake system of a rail vehicle
  • the invention relates to a valve arrangement for controlling a parking brake system of a rail vehicle or rail vehicle train including at least one spring brake cylinder, comprising a valve device for increasing, maintaining pressure and reducing the pressure in the spring brake cylinder, with a control device that can be actuated by an operator Valve device and with at least one pressure sensor, pressure monitor or pressure switch for generating a pressure in the spring brake cylinder or a pressure derived therefrom pressure signal, according to the preamble of claim 1.
  • Parking or parking brake systems of rail vehicles usually use spring brake cylinders, which include a supported against a storage spring spring accumulator piston, the spring brake is a passive brake in which the spring brake cylinder is vented to release and vented for tightening.
  • a known valve arrangement for controlling a parking brake system of a rail vehicle which includes at least one spring brake cylinder
  • compressed air passes through a pressure reducing valve into the valve device, which is controlled by an operator and aerates or bleeds the spring brake cylinder.
  • the pressure sensor is used via the pressure measurement in the spring brake cylinder to detect whether the parking brake is applied or released. Since the compressed air for the parking brake usually differs due to the rail vehicle train originated main air tank line, which is under a pressure of 10 bar (10 x 10 5 Pa) and not all spring brake cylinders are designed for such a high pressure, the pressure reducing valve is used to lower the pressure to a predetermined maximum pressure.
  • such pressure reducing or pressure control valves require a certain manufacturing and assembly costs.
  • the invention is based on the object to further develop a valve assembly of the type mentioned in such a way that it is cheaper and simpler.
  • valve device is also controlled or regulated depending on the pressure signal of the pressure sensor, the pressure switch or pressure switch, that the pressure in the spring brake cylinder is limited to a predetermined maximum pressure.
  • FIG. 1 shows a schematic circuit diagram of a valve arrangement according to a preferred embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a schematic circuit diagram of a valve arrangement according to a further embodiment.
  • valve assembly 1 for controlling a at least one spring brake cylinder-containing parking brake system of a rail vehicle or a Schienendigzugs is drawn for reasons of scale only leading to the spring brake cylinder pressure line 2, but not the spring brake cylinder itself, the structure and function is well known and therefore should not be described further here.
  • a pressure sensor, pressure switch or pressure switch 4 is arranged, which generates an example, electrical pressure signal depending on the pressure prevailing in the leading to the spring brake cylinder pressure line 2 pressure.
  • the pressure signal is controlled via a preferably electrical control line 6 in a preferably electronic control unit 8 of a valve device 10.
  • This valve device 10 is also connected in the pressure line 2 and designed to increase the pressure, pressure holding and pressure lowering of the pressure in the spring brake cylinder, for example, as an electromagnetic, from the electronic control unit 8 via an electric line 11 electrically controllable pulse valve.
  • the control unit 8 is connected via another, also preferably electrical Control line 12 is controlled, which is in communication with an operating device, not shown, via which an operator, for example by the driver of the rail vehicle or the Schienentechzugs, can enter control commands, which caused by the control unit 8 in a caused by the valve device 10 pressure increases, pressure holding or pressure lowering the pressure in the pressure line 2 are implemented.
  • the pressure line 2 is connected to a looped by the rail vehicle or by the Schienenindustrialzug main air tank line 14, which, for example, a pressure of 10 bar (10 x 10 5 Pa) leads.
  • the pressure line 2 therefore includes one of the valve device 10 upstream portion 16, which is under the pressure of the main air reservoir line 14 and the valve device 10 downstream portion 18, which carries the pressure in the spring brake cylinder.
  • a throttle 20 is provided in the valve device 10 downstream portion.
  • valve device 10 is controlled depending on the pressure signal of the pressure sensor 4 by the control unit 8 so that the pressure in the valve device 10 downstream portion 18 of the pressure line 2 or in the spring brake cylinder is limited or adjusted to a predetermined maximum pressure.
  • a limitation or regulation can be realized for example by a corresponding logic circuit in the control unit 8.
  • a corresponding signal is input via the operating device of the operator, which controls the control unit via the further control line 12, which in turn controls the pulse valve 10, which is then switched to vent the spring brake cylinder in forward position.
  • the pressure in the valve device 10 downstream portion 18 of the pressure line 2 is higher than the predetermined, for example, a permissible Maximum pressure for the spring brake cylinder corresponding maximum pressure, so ensures a corresponding pressure signal of the pressure sensor 4 in the control unit 8 that this brings the pulse valve 10 in its venting position until the pressure in the valve device 10 downstream portion 18 of the pressure line 2 to the predetermined maximum pressure has fallen.
  • the valve device 10 is switched to the holding position to keep the maximum pressure and the spring-loaded cylinder dissolved.
  • control unit 8 and thus the valve device 10 are on the one hand controlled by the operating device via the control line 12 such that the pressure in the spring brake cylinder can be increased, maintained or lowered.
  • valve device 10 is also controlled by the control unit 8 and the pressure signals of the pressure sensor 4 so that the pressure in the spring brake cylinder is limited to a maximum pressure.
  • valve device 10 is designed as a 5/3-way solenoid valve, preferably as an electromagnetic 5/3-way solenoid valve, which in turn on the one hand by the pressure sensor 4 and the controller 8 and the other
  • the 5/3-way solenoid valve 10 In a ventilation switching position of the 5/3-way solenoid valve 10 for releasing the spring brake, it switches the upstream portion 16 thereupon supply pressure to the spring brake cylinder. Then, when the predetermined maximum pressure is reached during the venting and the pressure sensor 4 sends a corresponding signal to the control unit 8, the 5/3-way solenoid valve 10 switches to the holding position, in which the compressed air connection between the impulse valve 10 upstream portion 16 of the pressure line. 2 and the spring brake cylinder is interrupted. As a result, a return flow of compressed air from the spring brake cylinder and a subsequent flow from the main air reservoir line 14 is avoided.
  • the 5/3-way solenoid valve 10 is switched to its venting position, wherein the subordinate portion 18 of the pressure line 2 is brought into connection with a vent port, whereby the pressure in the spring brake cylinder falls.
  • valve device 10 could also be controlled purely pneumatically.
  • the pressure sensor 4 generates a pneumatic pressure signal, which is then fed to the control unit 8 by the then pneumatic line 6, which includes a pneumatic logic circuit which, in response to the pneumatic pressure signal, pneumatically actuates the valve device 10.
  • the control device a pneumatic signal which is introduced via the then pneumatic line 12 to the control unit 8.
  • Valve device further control line

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  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung (1) zur Steuerung einer wenigstens einen Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs oder eines Schienenfahrzeugzugs, beinhaltend eine Ventileinrichtung (10) zum Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken des Drucks in dem Federspeicherbremszylinder, mit einer von einer Bedienperson betätigbaren Steuereinrichtung (8) zur Steuerung der Ventileinrichtung (10) sowie mit wenigstens einem Drucksensor, Druckwächter oder Druckschalter (4) zur Erzeugung eines vom Druck im Federspeicherbremszylinder oder eines von diesem abgeleiteten Druck abhängigen Drucksignals. Die Erfindung sieht vor, dass die Ventileinrichtung (10) von der Steuereinrichtung (8) auch abhängig vom Drucksignal des Drucksensors, des Druckwächters oder Druckschalters (4) derart gesteuert ist, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt wird.

Description

Ventilanordnung zur Steuerung einer Bremsanlage einer Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs
Beschreibung Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Ventilanordnung zur Steuerung einer wenigstens einen Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs oder eines Schienenfahrzeugzugs, beinhaltend eine Ventileinrichtung zum Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken des Drucks in dem Federspeicherbremszylinder, mit einer von einer Bedienperson betätigbaren Steuereinrichtung zur Steuerung der Ventileinrichtung sowie mit wenigstens einem Drucksensor, Druckwächter oder Druckschalter zur Erzeugung eines vom Druck im Federspeicherbremszylinder oder eines von diesem abgeleiteten Druck abhängigen Drucksignals, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Feststell- oder Parkbremsanlagen von Schienenfahrzeugen nutzen meist Federspeicherbremszylinder, welche einen gegen eine Speicherfeder abgestützten Federspeicherkolben beinhalten, wobei die Federspeicherbremse eine passive Bremse ist, bei welcher der Federspeicherbremszylinder zum Lösen belüftet und zum Zuspannen entlüftet wird.
Bei einer bekannten Ventilanordnung zur Steuerung einer wenigstens einen Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs gelangt Druckluft über ein Druckminderventil in die Ventileinrichtung, welche von einer Bedienperson gesteuert, den Federspeicherbremszylinder be- oder entlüftet. Der Drucksensor dient über die Druckmessung im Federspeicherbremszylinder dabei zur Detektion, ob die Feststellbremse zugespannt oder gelöst ist. Da die Druckluft für die Feststellbremse in der Regel von der sich durch den Schienenfahrzeugzug geschleiften Hauptluftbehälterleitung stammt, welche unter einem Druck von 10 bar (10 x 105 Pa) steht und nicht alle Federspeicherbremszylinder auf einen solch hohen Druck ausgelegt sind, dient das Druckminderventil zur Druckabsenkung des Drucks auf einen vorgegebenen Maximaldruck. Solche Druckminder- oder Druckregelventile bedingen jedoch einen gewissen Fertigungs- und Montageaufwand.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung der eingangs erwähnten Art derart weiter zu bilden, dass sie kostengünstiger und einfacher aufgebaut ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ventileinrichtung auch abhängig vom Drucksignal des Drucksensors, des Druckwächters oder Druckschalters derart gesteuert oder geregelt ist, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt wird.
In diesem Fall sorgt daher schon der Drucksensor, Druckwächter oder Druckschalter in Verbindung mit der Steuereinrichtung und der Ventileinrichtung dafür, dass der Druck im Federspeicherzylinder den vorgegebenen Maximaldruck nicht überschreitet. Dann kann auf das Druckminderventil des Stands der Technik verzichtet werden, was eine gewisse Fertigungs- und Montagekostenersparnis mit sich bringt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Erfindung möglich.
Genaueres geht aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor. Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig.1 einen schematischen Schaltplan einer Ventilanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig.2 einen schematischen Schaltplan einer Ventilanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bei dem in Fig.1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung 1 zur Steuerung einer wenigstens einen Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs oder eines Schienenfahrzeugzugs ist aus Maßstabsgründen lediglich eine zum Federspeicherbremszylinder führende Druckleitung 2 gezeichnet, nicht jedoch der Federspeicherbremszylinder selbst, dessen Aufbau und Funktion hinlänglich bekannt ist und deshalb hier nicht weiter beschrieben werden soll.
In der Druckleitung 2 ist ein Drucksensor, Druckwächter oder Druckschalter 4 angeordnet, welcher abhängig von dem in der zum Federspeicherbremszylinder führenden Druckleitung 2 herrschenden Druck ein beispielsweise elektrisches Drucksignal erzeugt. Das Drucksignal wird über eine vorzugsweise elektrische Steuerleitung 6 in ein vorzugsweise elektronisches Steuergerät 8 einer Ventileinrichtung 10 eingesteuert. Diese Ventileinrichtung 10 ist ebenfalls in die Druckleitung 2 geschaltet und zum Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken des Drucks in dem Federspeicherbremszylinder ausgebildet, beispielsweise als elektromagnetisches, vom elektronischen Steuergerät 8 über eine elektrische Leitung 11 elektrisch steuerbares Impulsventil.
Das Steuergerät 8 wird über eine weitere, ebenfalls vorzugsweise elektrische Steuerleitung 12 angesteuert, welche mit einer nicht gezeigten Bedienvorrichtung in Verbindung steht, über welche eine Bedienperson, beispielsweise durch den Fahrer des Schienenfahrzeugs oder des Schienenfahrzeugzugs, Stellbefehle eingeben kann, welche durch das Steuergerät 8 in ein von der Ventileinrichtung 10 bewirktes Drucksteigern, Druckhalten oder Drucksenken des Drucks in der Druckleitung 2 umgesetzt werden.
Zur Druckversorgung ist die Druckleitung 2 an eine sich durch das Schienenfahrzeug oder durch den Schienenfahrzeugzug geschleifte Hauptluftbehälterleitung 14 angeschlossen, welche beispielsweise einen Druck von 10 bar (10 x 105 Pa) führt. Die Druckleitung 2 beinhaltet daher einen der Ventileinrichtung 10 vorgeordneten Abschnitt 16, welcher unter dem Druck der Hauptluftbehälterleitung 14 steht und einen der Ventileinrichtung 10 nachgeordneten Abschnitt 18, welcher den Druck im Federspeicherbremszylinder führt. In dem der Ventileinrichtung 10 nachgeordneten Abschnitt, genauer zwischen der Ventileinrichtung 10 und dem Drucksensor 4 ist eine Drossel 20 vorgesehen.
Dabei wird die Ventileinrichtung 10 abhängig vom Drucksignal des Drucksensors 4 durch das Steuergerät 8 so gesteuert, dass der Druck in dem der Ventileinrichtung 10 nachgeordneten Abschnitt 18 der Druckleitung 2 bzw. im Federspeicherbremszylinder auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt bzw. eingeregelt wird. Eine solche Begrenzung bzw. Regelung kann beispielsweise durch eine entsprechende Logikschaltung im Steuergerät 8 realisiert sein.
Zum Lösen des Federspeicherbremszylinders wird über die Bedieneinrichtung von der Bedienperson ein entsprechendes Signal eingegeben, welches über die weitere Steuerleitung 12 das Steuergerät ansteuert, welches wiederum das Impulsventil 10 steuert, das daraufhin zum Belüften des Federspeicherbremszylinders in Durchlassstellung geschaltet wird. Wenn aber der Druck in dem der Ventileinrichtung 10 nachgeordneten Abschnitt 18 der Druckleitung 2 höher als der vorgegebene, beispielsweise einem zulässigen Höchstlösedruck für den Federspeicherbremszylinder entsprechende Maximaldruck ist, so sorgt ein entsprechendes Drucksignal des Drucksensors 4 im Steuergerät 8 dafür, dass dieses das Impulsventil 10 solange in seine Entlüftungsstellung bringt, bis der Druck in dem der Ventileinrichtung 10 nachgeordneten Abschnitt 18 der Druckleitung 2 auf den vorgegebenen Maximaldruck gefallen ist. Nach Erreichen des Maximaldrucks wird die Ventileinrichtung 10 in die Haltestellung geschaltet, um den Maximaldruck und den Federspeicherzylinder gelöst zu halten.
Folglich sind das Steuergerät 8 und damit die Ventileinrichtung 10 einerseits durch die Bedieneinrichtung über die Steuerleitung 12 derart gesteuert, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder gesteigert, gehalten oder gesenkt werden kann. Gleichzeitig wird die Ventileinrichtung 10 aber auch durch das Steuergerät 8 und die Drucksignale des Drucksensors 4 so gesteuert, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf einen Maximaldruck begrenzt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig.2 sind identische und gleich wirkende Bauteile und Baugruppen mit den gleichen Bezugszeichen wie im vorangehenden Ausführungsbeispiel bezeichnet. Im Unterschied zu diesem ist die Ventileinrichtung 10 als 5/3-Wegemagnetventil, bevorzugt als elektromagnetisches 5/3- Wegemagnetventil ausgebildet, welches aber wiederum einerseits durch den Drucksensor 4 und das Steuergerät 8 und andererseits über die weitere
Steuerieitung 12 und das Steuergerät 8 von der Bedieneinrichtung ansteuerbar ist.
In einer Belüftungsschaltstellung des 5/3-Wegemagnetventils 10 zum Lösen der Federspeicherbremse schaltet es den ihm vorgeordneten Abschnitt 16 anstehenden Vorratsdruck an den Federspeicherbremszylinder durch. Wenn dann während des Belüftens der vorgegebene Maximaldruck erreicht ist und der Drucksensor 4 ein entsprechendes Signal an das Steuergerät 8 sendet, schaltet das 5/3-Wegemagnetventil 10 in die Haltestellung, in welcher die Druckluftverbindung zwischen dem dem Impulsventil 10 vorgeordneten Abschnitt 16 der Druckleitung 2 und dem Federspeicherbremszylinder unterbrochen ist. Dadurch wird ein Rückströmen von Druckluft aus dem Federspeicherbremszylinder sowie ein Nachströmen aus der Hauptluftbehälterleitung 14 vermieden.
Zum Zuspannen der Federspeicherbremse wird das 5/3-Wegemagnetventil 10 in seine Entlüftungsstellung geschaltet, wobei der ihm nachgeordnete Abschnitt 18 der Druckleitung 2 mit einem Entlüftungsanschluss in Verbindung gebracht wird, wodurch der Druck im Federspeicherbremszylinder fällt.
Anstatt durch elektrische Signale und durch elektrische Leitungen 6, 12 könnte die Ventileinrichtung 10 auch rein pneumatisch gesteuert sein. In diesem Fall erzeugt der Drucksensor 4 ein pneumatisches Drucksignal, das durch die dann pneumatische Leitung 6 dem Steuergerät 8 zugeführt wird, dass eine pneumatische Logikschaltung beinhaltet, welche auf das pneumatische Drucksignal hin die Ventileinrichtung 10 pneumatisch ansteuert. Weiterhin erzeugt dann auch die Bedieneinrichtung ein pneumatisches Signal, welches über die dann pneumatische Leitung 12 an das Steuergerät 8 herangeführt wird. Denkbar ist auch eine Mischung aus pneumatischer und elektrischer Steuerung der Ventileinrichtung 10.
Bezuαszahlenliste
Ventilanordnung
Druckleitung
Drucksensor
Steuerleitung
Steuergerät
Ventileinrichtung weitere Steuerleitung
Hauptluftbehälterleitung vorgeordneter Abschnitt nachgeordneter Abschnitt
Drossel

Claims

Patentansprüche
1. Ventilanordnung (1) zur Steuerung einer wenigstens einen Federspeicherbremszylinder beinhaltenden Feststellbremsanlage eines Schienenfahrzeugs oder eines Schienenfahrzeugzugs, beinhaltend eine Ventileinrichtung (10) zum Drucksteigern, Druckhalten und Drucksenken des Drucks in dem Federspeicherbremszylinder, mit einer von einer Bedienperson betätigbaren Steuereinrichtung (8) zur Steuerung der Ventileinrichtung (10) sowie mit wenigstens einem Drucksensor, Druckwächter oder Druckschalter (4) zur Erzeugung eines vom Druck im Federspeicherbremszylinder oder eines von diesem abgeleiteten Druck abhängigen Drucksignals, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (10) von der Steuereinrichtung (8) auch abhängig vom Drucksignal des Drucksensors, des Druckwächters oder Druckschalters (4) derart gesteuert oder geregelt ist, dass der Druck im Federspeicherbremszylinder auf einen vorgegebenen Maximaldruck begrenzt wird.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) abhängig vom Drucksignal des Drucksensors, des Druckwächters oder Druckschalters (4) ein Stellsignal für die Ventileinrichtung (10) erzeugt.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (10) wenigstens ein Impulsventil beinhaltet.
4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Impulsventil (10) ein 5/3-Wegemagnetventil ist.
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