WO2010069520A2 - Bremsanlage eines schienenfahrzeugs mit kompensation von schwankungen der reibbedingungen - Google Patents

Bremsanlage eines schienenfahrzeugs mit kompensation von schwankungen der reibbedingungen Download PDF

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    • B60T2210/10—Detection or estimation of road conditions
    • B60T2210/12—Friction

Definitions

  • the invention relates to a brake system of a rail vehicle, with at least one wheel or a wheel set associated brake actuator comprising at least one brake disc and at least one cooperating with this brake pad for generating a braking force on a Bremsan- demand, according to the preamble of claim 1 and of a Method for controlling such a brake system according to the preamble of claim 4.
  • a generic brake system or a generic method is known for example from DE 102 45 207 C1.
  • the friction conditions between wheel or wheel and rail or between the brake discs and the associated brake pads vary depending on the weather, ambient temperature, state of wear and load profile sometimes considerably. Furthermore, these friction conditions are also not constant along a rail vehicle or along a train of rail vehicles. In order to limit the influence of the friction conditions on the producible or transferable braking forces very narrow tolerances in terms of dimensional and dimensional accuracy, material composition, stiffness, etc. are prescribed especially for brake pads, which causes correspondingly high costs.
  • the present invention is therefore the object of further developing a brake system or a method for controlling a brake system of the type mentioned in such a way that the brake system causes less manufacturing and maintenance costs. This object is achieved by the features of claim 1 and claim 4.
  • the invention provides at least one sensor device in order to determine the time profile of at least one fluctuation of the friction conditions between the wheel or wheel set assigned to a brake actuator and the rail and / or between the brake disc associated with a brake disk and the brake pad or representing quantities such as wheel speed, Radviersbevantung, Brake force, braking torque or braking pressure to measure and to control a dependent of the measured size signal to a control device which is designed such that it generates the braking force generated by the brake actuator depending on the deviation of the time course of the measured variable of a predetermined or expected time course of size adapts.
  • a certain degree of fluctuations in the friction conditions between the wheel or wheel and rail and / or brake disc and brake pad is tolerated, but compensated from a limit (allowable deviation) by adjusting the braking force or the braking torque.
  • fluctuations in the friction conditions between wheel or wheel set and rail and / or between brake linings and brake disk have an effect on the time course of the braking force generated by the relevant or associated brake actuator on the braked axles.
  • the braking force in the circumferential direction of the brake disc or the braking torque is used as the fluctuations in the friction conditions between the wheel or wheel and rail and / or between the brake disc and the brake pads representing size, measured as a time signal and then evaluated using the control device.
  • the sensor device is therefore preferably designed to measure the braking force or the braking torque on a brake actuator and the control device to adjust the braking force generated by the brake actuator depending on the deviation of the time profile of the measured braking force of a given time course of the braking force.
  • the control device can adjust the braking force generated by the brake actuator depending on the deviation of the time profile of the measured braking force of a given time course of the braking force.
  • the braking force and the braking torque can be monitored.
  • any other variable is also conceivable as fluctuations in the friction conditions between the wheel or wheel set assigned to a brake actuator and between the brake disc associated brake disc and the brake pads representative size whose time course and is to be compared which affect the fluctuations of the friction conditions or by which this is measurable or recognizable.
  • the forces between the individual rail vehicles tensile longitudinal forces
  • the use of the braking force in the circumferential direction of the brake disk or of the braking torque on a brake actuator during a braking request as fluctuations in the friction conditions between the associated wheel or wheel set and the rail and / or between the associated brake disk and the brake pads representing size has the advantage that Brake systems of rail vehicles are usually already equipped with a brake force control and thus with a corresponding sensor, as described in DE 102 45 207 C1.
  • the contact pressure of the brake linings on the brake disk or on the wheel circumference or on the effective braking force is then changed.
  • the braking force is particularly preferably increased slightly in relation to a desired braking force corresponding to the respective braking request in order to prevent unfavorable friction conditions such as an excessively low coefficient of friction between the wheel and rail caused by environmental conditions and / or between the brake disk and the brake pad due to an increased braking force on the relevant brake actuator - Compensate gate.
  • the brake system comprises a plurality of brake actuators, wherein the control device is designed such that, if a brake actuator, the deviation of the time profile of the measured variable from a predetermined or expected time course of the size is greater than a permitted deviation, the braking force increases in the one brake actuator and, for compensation, the braking force generated by a further brake actuator, in which the deviation of the measured quantity over a given or expected time curve is smaller than the permitted deviation, is reduced such that the Sum of the actual braking forces of the brake actuators obtained in this way corresponds to the brake demand corresponding target total braking force.
  • an increase in the braking force or the braking torque compared to the brake demand on a brake actuator with unfavorable or no longer tolerable fluctuations in the friction conditions between associated wheel or wheel and rail and / or between the associated brake disc and the brake pads does not lead to one Overbraking, because then by at least one further brake actuator, in which there are no or tolerable fluctuations in the friction conditions between the associated wheel or wheelset and rail and / or between the associated brake disc and the brake pads, with respect to the brake request such lower braking force or such a lower Braking torque is generated, that the total braking force or the total braking torque of the target total braking force or the target total braking torque corresponds.
  • the sum of the braking moments thus generated at different brake actuators therefore remains unchanged.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a disc brake system of a rail vehicle according to a preferred embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a flow chart of a braking force or braking torque adjustment for compensating variations in the friction conditions between wheel or wheel set and rail or between brake disc and brake pads according to a preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a disc brake system 1 of a rail vehicle according to a preferred embodiment of the invention, as is basically known, for example, from DE 102 45 207 C1 and will therefore be described only briefly below.
  • the disc brake system 1 includes a brake caliper unit 2 with a service brake unit and a memory brake unit not considered here as the brake actuator or brake application device.
  • the brake caliper unit 2 comprises a brake disc 4, which cooperates with, for example, two brake pads 6 in a known manner, of which only one can be seen in the side view of FIG.
  • the brake caliper unit 2 is preferably pneumatically actuated to produce a brake force FB acting in the circumferential direction of the brake disc 4 in response to a request for braking.
  • the brake caliper unit 2 could, of course, in other ways pressure fluid actuated, for example hydraulically or electrically operated.
  • the rail vehicle preferably comprises a plurality of bogies each having a plurality of such brake actuators or brake caliper units 2, so that the braking forces generated by at least some of these brake caliper units 2 can be measured and evaluated in a control device not shown here.
  • identically constructed brake caliper units 2 of the rail vehicle is shown in Figure 1 representatively only one.
  • the sensor device associated with a brake caliper unit 2 serves to measure the time profile of at least one fluctuation of the friction conditions between wheel and rail and / or between brake disc 4 and brake pad 6 representing variable such as wheel rotational speed, Radellesbevantung, braking force, braking torque or brake pressure and by one of to control the signal dependent on the measured time course to a control device which is designed such that it generates the braking force generated by the brake caliper unit 2 assigned to the wheel or the wheel set and / or the brake disk and the brake linings, depending on the deviation of the time course of the measured caliper Size of a given or expected time course of the size adapts.
  • a quantity for example, the wheel rotational speed, the Rad Griffinsbeuggung, the braking force, the braking torque M A or the brake pressure in a pneumatically actuated brake caliper unit comes into question.
  • the size could for example also be the actuating current.
  • the brake force in the circumferential direction of the brake disk 4 or the braking torque MA of a brake caliper unit 2 during a braking request as the fluctuations of the friction conditions between the associated brake caliper unit 2 wheel or the brake caliper unit 2 associated wheelset and the rail and / or between the brake caliper unit.
  • 2 associated brake disc 4 and the brake caliper unit 2 associated brake pads 6 representing size used, measured as a time signal or time course over a certain predetermined period and then evaluated using the control device (brake control).
  • the braking force or the braking torque or the time profile of the relevant variable is measured, and then the braking force or the braking torque generated by the associated brake caliper unit 2 depends on the deviation of the time profile of the respective brake caliper unit 2.
  • measured braking force of a predetermined or expected time course of the braking force adjusted.
  • the braking force and the braking torque can be monitored.
  • the time courses of the braking force and the braking torque M A are measured on a brake caliper unit 2, wherein the control device (brake control) generated by the respective brake caliper unit 2 braking torque MA depending on the deviation the measured, possibly influenced by variations in the friction conditions between the associated wheel or wheel and the rail and / or between the associated brake disk 4 and the brake pads 6 time course of the braking torque MA of a predetermined or expected time course of the braking torque (braking request) on this brake caliper unit. 2
  • the control device generated by the respective brake caliper unit 2 braking torque MA depending on the deviation the measured, possibly influenced by variations in the friction conditions between the associated wheel or wheel and the rail and / or between the associated brake disk 4 and the brake pads 6 time course of the braking torque MA of a predetermined or expected time course of the braking torque (braking request) on this brake caliper unit. 2
  • a brake pressure specification for the preferably pneumatically actuated brake caliper unit 2 adapts.
  • the brake system of a rail vehicle preferably comprises a plurality of brake actuators or brake caliper units 2, the control device then preferably being designed such that, if one of the brake caliper units 2, the deviation of the measured time characteristic (preferably the measured time characteristic of the brake torque) a predetermined or expected time course is greater than an allowable deviation (ie occur on this one brake caliper unit 2 intolerable fluctuations in the friction properties), the braking force or the braking torque in this one caliper unit 2 increases and to compensate for or by a further brake caliper unit 2, in which the deviation of the measured time curve from the predetermined or expected time curve is smaller than the permitted deviation (ie occur at this further brake caliper unit 2 tolerable fluctuations in the friction properties), generated braking force or e generated braking torque is reduced such that the sum of the thus obtained actual braking forces or actual

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage (1) eines Schienenfahrzeugs, mit wenigstens einem Bremsaktuator (2) umfassend wenigstens eine Bremsscheibe (4) und wenigstens einen mit dieser zusammen wirkenden Bremsbelag (6) zur Erzeugung einer Bremskraft auf eine Bremsanforderung hin. Die Erfindung sieht wenigstens eine Sensoreinrichtung vor, um den zeitlichen Verlauf wenigstens einer Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem dem Bremsaktuator (2) zugeordneten Rad oder Radsatz und der Schiene und/oder zwischen der dem Bremsaktuator (2) zugeordneten Bremsscheibe (4) und dem wenigstens einen Bremsbelag (6) repräsentierenden Größe wie Raddrehgeschwindigkeit, Radumfangsbeschleunigung, Bremskraft, Bremsmoment oder Bremsdruck zu messen und um ein von der gemessenen Größe abhängiges Signal an eine Steuereinrichtung auszusteuern, welche derart ausgebildet ist, dass sie die von dem Bremsaktuator (2) erzeugte Bremskraft abhängig von der Abweichung des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Größe von einem vorgegebenen oder erwarteten zeitlichen Verlauf der Größe anpasst.

Description

Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs mit Kompensation von Schwankungen der Reibbedingungen
Beschreibung Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs, mit wenigstens einem Rad oder einem Radsatz zugeordneten Bremsaktuator umfassend wenigstens eine Bremsscheibe und wenigstens einen mit dieser zusammen wirkenden Bremsbelag zur Erzeugung einer Bremskraft auf eine Bremsan- forderung hin, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und von einem Verfahren zur Steuerung einer solchen Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 4.
Eine gattungsgemäße Bremsanlage bzw. ein gattungsgemäßes Verfahren ist beispielsweise aus der DE 102 45 207 C1 bekannt. Bei solchen Bremsanlagen schwanken die Reibbedingungen zwischen Rad oder Radsatz und Schiene bzw. zwischen den Bremsscheiben und den zugeordneten Bremsbelägen abhängig von der Witterung, Umgebungstemperatur, Verschleißzustand und Belastungsprofil teilweise erheblich. Weiterhin sind diese Reibbedingungen auch entlang eines Schienenfahrzeugs bzw. entlang eines Zuges aus Schienenfahr- zeugen nicht konstant. Zur Begrenzung des Einflusses der Reibbedingungen auf die erzeugbaren bzw. übertragbaren Bremskräfte werden insbesondere bei Bremsbelägen sehr enge Toleranzen hinsichtlich Form- und Maßhaltigkeit, Materialzusammensetzung, Steifigkeit etc. vorgeschrieben, was entsprechend hohe Kosten verursacht.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage bzw. ein Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass die Bremsanlage weniger Herstell- und Wartungskosten verursacht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 und Anspruch 4 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung sieht wenigstens eine Sensoreinrichtung vor, um den zeitlichen Verlauf wenigstens einer Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem einem Bremsaktuator zugeordneten Rad oder Radsatz und der Schiene und/oder zwischen der einem Bremsaktuator zugeordneten Bremsscheibe und dem bzw. den Bremsbelägen repräsentierenden Größe wie Raddrehgeschwindigkeit, Radumfangsbeschleunigung, Bremskraft, Bremsmoment oder Brems- druck zu messen und um ein von der gemessenen Größe abhängiges Signal an eine Steuereinrichtung auszusteuern, welche derart ausgebildet ist, dass sie die von dem Bremsaktuator erzeugte Bremskraft abhängig von der Abweichung des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Größe von einem vorgegebenen oder erwarteten zeitlichen Verlauf der Größe anpasst. Mit anderen Worten soll ein gewisser Grad von Schwankungen der Reibbedingungen zwischen Rad oder Radsatz und Schiene und/oder zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag toleriert, aber ab einem Grenzwert (erlaubte Abweichung) durch Anpassung der Bremskraft bzw. des Bremsmoments kompensiert werden. Bei einem Schienenfahrzeug wirken sich an den gebremsten Achsen Schwankungen der Reibbedingungen zwischen Rad oder Radsatz und Schiene und/oder zwischen Bremsbelägen und Bremsscheibe rückkoppelnd auf den Zeitverlauf der von dem betreffenden oder zugeordneten Bremsaktuator erzeugten Bremskraft aus. Vorzugsweise wird daher die Bremskraft in Umfangsrichtung der Bremsscheibe bzw. das Bremsmoment als die Schwankungen der Reibbedingungen zwischen Rad oder Radsatz und Schiene und/oder zwischen Bremsscheibe und den Bremsbelägen repräsentierende Größe herangezogen, als Zeitsignal gemessen und dann mit Hilfe der Steuereinrichtung ausgewertet. Bei konstanter Bremsanforderung deuten dann Abweichungen oder Schwankungen der Bremskraft bzw. des Bremsmoments an einem Bremsaktuator von einem erwarteten Zeitverlauf dieser Größen auf Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem zugeordneten Rad oder Radsatz und der Schiene und/oder zwi- sehen der zugeordneten Bremsscheibe und den Bremsbelägen hin.
Die Sensoreinrichtung ist daher bevorzugt ausgebildet, um die Bremskraft bzw. das Bremsmoment an einem Bremsaktuator zu messen und die Steuereinrichtung, um die vom Bremsaktuator erzeugte Bremskraft abhängig von der Abweichung des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Bremskraft von einem vorgege- benen zeitlichen Verlauf der Bremskraft anzupassen. Anstatt der Bremskraft kann natürlich auch das Bremsmoment überwacht werden.
Als Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem einem Bremsaktuator zugeordneten Rad oder Radsatz und der Schiene bzw. zwischen der einem Bremsaktuator zugeordneten Bremsscheibe und den Bremsbelägen repräsen- tierende Größe, deren zeitlicher Verlauf zu messen und zu vergleichen ist, ist jedoch auch jede andere Größe denkbar, auf welche sich die Schwankungen der Reibbedingungen auswirken bzw. durch welche diese mess- oder erkennbar ist. Bei Schienenfahrzeugen bzw. bei aus einzelnen Schienenfahrzeugen zusammen gesetzten Zügen kommen beispielsweise auch die Kräfte zwischen den einzelnen Schienenfahrzeugen (Zuglängskräfte) in Frage.
Die Verwendung der Bremskraft in Umfangsrichtung der Bremsscheibe bzw. des Bremsmoments an einem Bremsaktuator während einer Bremsanforderung als Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem zugeordneten Rad oder Radsatz und der Schiene und/oder zwischen der zugeordneten Brems- scheibe und den Bremsbelägen repräsentierende Größe hat den Vorteil, dass Bremsanlagen von Schienenfahrzeugen meist ohnehin mit einer Bremskraftregelung und damit mit einer entsprechenden Sensorik ausgerüstet sind, wie in der DE 102 45 207 C1 beschrieben wird. Dann können die ohnehin gemessenen zeitlichen Verläufe der Bremskraft und/oder des Bremsmoments an einem Bremsaktuator gleichzeitig als repräsentierende Größen oder als Gradmesser für das Auftreten von Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem zugeordneten Rad oder Radsatz und der Schiene und/oder zwischen der zugeordneten Bremsscheibe und den Bremsbelägen als Gradmesser für Schwankungen der Reibbedingungen herangezogen werden, ohne dass eine zusätzli- che Sensorik notwendig wäre.
Durch Anpassung der Bremskraft während einer Bremsanforderung abhängig von den gemessenen Schwankungen der Reibbedingungen wird dann der Anpressdruck der Bremsbeläge an die Bremsscheibe bzw. die an am Radumfang bzw. an der wirksame Bremskraft verändert. Besonders bevorzugt wird dabei die Bremskraft gegenüber einer der jeweiligen Bremsanforderung entsprechenden Soll-Bremskraft etwas erhöht, um ungünstige Reibbedingungen wie beispielsweise einen zu niedrigen, durch Umweltbedingungen verursachten Reibbeiwert zwischen Rad und Schiene und/oder zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag durch eine erhöhte Bremskraft an dem betreffenden Bremsaktua- tor zu kompensieren.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindung möglich.
Besonders bevorzugt umfasst die Bremsanlage mehrere Bremsaktuatoren, wo- bei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie, falls bei einem Brem- saktuator die Abweichung des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Größe von einem vorgegebenen oder erwarteten zeitlichen Verlauf der Größe größer als eine erlaubte Abweichung ist, die Bremskraft bei dem einen Bremsaktuator vergrößert und zur Kompensation die durch einen weiteren Bremsaktuator, bei welchem die Abweichung des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Größe von einem vorgegebenen oder erwarteten zeitlichen Verlauf der Größe kleiner als die erlaubte Abweichung ist, erzeugte Bremskraft derart reduziert wird, dass die Summe der auf diese Weise erhaltenen Ist-Bremskräfte der Bremsaktuatoren einer der Bremsanforderung entsprechenden Soll-Gesamtbremskraft entspricht.
In diesem Fall führt also eine Erhöhung der Bremskraft bzw. des Bremsmoments gegenüber der Bremsanforderung an einem Bremsaktuator mit ungüns- tigen oder nicht mehr tolerierbaren Schwankungen der Reibbedingungen zwischen zugeordnetem Rad oder Radsatz und Schiene und/oder zwischen der zugeordneten Bremsscheibe und den Bremsbelägen nicht zu einer Überbremsung, weil dann durch wenigstens einen weiteren Bremsaktuator, bei welchem keine oder tolerierbare Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem zugeordneten Rad oder Radsatz und Schiene und/oder zwischen der zugeordneten Bremsscheibe und den Bremsbelägen vorliegen, eine gegenüber der Bremsanforderung derart geringere Bremskraft bzw. ein derart geringeres Bremsmoment erzeugt wird, dass die Gesamt-Bremskraft bzw. das Gesamt- Bremsmoment der Soll-Gesamtbremskraft bzw. dem Soll-Gesamtbrems- moment entspricht. Die Summe der derart erzeugten Bremsmomente an verschiedenen Bremsaktuatoren bleibt daher unverändert.
Genaueres geht aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.
Zeichnung Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig.1 eine schematische Seitendarstellung einer Scheibenbremsanlage eines Schienenfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig.2 ein Flussdiagramm einer Bremskraft- oder Bremsmomentenanpas- sung zur Kompensation von Schwankungen der Reibbedingungen zwischen Rad oder Radsatz und Schiene bzw. zwischen Brems- scheibe und Bremsbelägen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Fig.1 ist eine Scheibenbremsanlage 1 eines Schienenfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, wie sie grundsätzlich beispielsweise auch aus der DE 102 45 207 C1 bekannt ist und im folgenden deshalb nur kurz beschrieben wird.
Die Scheibenbremsanlage 1 beinhaltet als Bremsaktuator oder Bremszuspann- einrichtung eine Bremszangeneinheit 2 mit einer Betriebsbremseinheit und ei- ner hier nicht betrachteten Speicherbremseinheit. Die Bremszangeneinheit 2 umfasst eine Bremsscheibe 4, welche mit beispielsweise zwei Bremsbelägen 6 in bekannter Weise zusammen wirkt, von welchen in der Seitenansicht von Fig.1 nur einer zu sehen ist. Die Bremszangeneinheit 2 wird bevorzugt pneumatisch betätigt, zur Erzeugung einer in Umfangsrichtung der Bremsscheibe 4 wir- kenden Bremskraft FB auf eine Bremsanforderung hin. Alternativ könnte die Bremszangeneinheit 2 natürlich auch in anderer Weise druckmittelbetätigt, beispielsweise hydraulisch oder auch elektrisch betätigt werden.
Da die Bremszangeneinheit 2 über einen Halter 8 an einem hier nicht gezeigten Drehgestell des Schienenfahrzeugs abgestützt ist, wirkt an dem Halter 8 ein Reaktionsmoment MA bzw. Reaktionskräfte FAI , FA2 in voneinander beabstan- deten Befestigungsstellen des Halters 8 am Drehgestell, welche mittels einer Kraft messenden Sensorik wie beispielsweise Dehnmessstreifen an entsprechenden Verbindungsbauteilen zwischen dem Halter 8 und dem Drehgestell messbar sind. Das Schienenfahrzeug umfasst bevorzugt mehrere Drehgestelle mit jeweils mehreren solcher Bremsaktuatoren bzw. Bremszangeneinheiten 2, so dass die von wenigstens einigen dieser Bremszangeneinheiten 2 erzeugten Bremskräfte gemessen und in einer hier nicht gezeigten Steuereinrichtung ausgewertet werden können. Von den beispielsweise identisch aufgebauten Bremszangeneinheiten 2 des Schienenfahrzeugs ist in Fig.1 stellvertretend nur eine gezeigt. Insbesondere dient die einer Bremszangeneinheit 2 zugeordnete Sensoreinrichtung dazu, um den zeitlichen Verlauf wenigstens einer Schwankungen der Reibbedingungen zwischen Rad und Schiene und/oder zwischen Bremsscheibe 4 und Bremsbelag 6 repräsentierenden Größe wie Raddrehgeschwindigkeit, Radumfangsbeschleunigung, Bremskraft, Bremsmoment oder Bremsdruck zu messen und um ein von dem gemessenen zeitlichen Verlauf abhängiges Signal an eine Steuereinrichtung auszusteuern, welche derart ausgebildet ist, dass sie die von der dem Rad oder dem Radsatz und/oder der Bremsscheibe und den Bremsbelägen zugeordnete Bremszangeneinheit 2 erzeugte Bremskraft ab- hängig von der Abweichung des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Größe von einem vorgegebenen oder erwarteten zeitlichen Verlauf der Größe anpasst.
Als eine solche Größe kommt beispielsweise die Raddrehgeschwindigkeit, die Radumfangsbeschleunigung, die Bremskraft, das Bremsmoment MA oder auch der Bremsdruck bei einer pneumatisch betätigten Bremszangeneinheit in Fra- ge. Bei elektrisch betätigten Bremszangeneinheiten 2 könnte die Größe beispielsweise auch der Betätigungsstrom sein.
Vorzugsweise wird die Bremskraft in Umfangsrichtung der Bremsscheibe 4 bzw. das Bremsmoment MA einer Bremszangeneinheit 2 während einer Bremsanforderung als die Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem der Bremszangeneinheit 2 zugeordneten Rad oder dem der der Bremszangeneinheit 2 zugeordneten Radsatz und der Schiene und/oder zwischen der Bremszangeneinheit 2 zugeordneten Bremsscheibe 4 und den Bremszangeneinheit 2 zugeordneten Bremsbelägen 6 repräsentierende Größe herangezogen, als Zeitsignal bzw. zeitlicher Verlauf über eine bestimmten vorgegebenen Zeitraum gemessen und dann mit Hilfe der Steuereinrichtung (Bremsteuerung) ausgewertet.
Mit anderen Worten wird in diesem Fall die Bremskraft bzw. das Bremsmoment bzw. der zeitliche Verlauf der betreffenden Größe gemessen und dann die von der zugeordneten Bremszangeneinheit 2 erzeugte Bremskraft bzw. das Bremsmoment abhängig von der Abweichung des zeitlichen Verlaufs der ge- messenen Bremskraft von einem vorgegebenen oder erwarteten zeitlichen Verlauf der Bremskraft angepasst. Anstatt der Bremskraft kann natürlich auch das Bremsmoment überwacht werden.
Auch können anstatt nur einer Größe auch mehrere, Schwankungen der Reib- bedingungen zwischen Rad oder Radsatz und Schiene und/oder zwischen Bremsscheibe 4 und Bremsbelag 6 repräsentierende und der betreffenden Bremszangeneinheit 2 zugeordnete Größen parallel überwacht werden. Bei konstanter Bremsanforderung deuten dann Änderungen oder Schwankungen im zeitlichen Verlauf der gemessenen Bremskraft bzw. des gemessenen Bremsmoments MA bzw. Abweichungen vom erwarteten Zeitverlauf auf Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem der betreffenden Bremszangeneinheit 2 zugeordneten Rad oder Radsatz und der Schiene und/oder zwischen der Bremsscheibe 4 und den Bremsbelägen 6 an der betreffenden Bremszangeneinheit 2 hin. Wie aus Fig.2 am besten hervorgeht, werden daher die zeitlichen Verläufe der Bremskraft bzw. des Bremsmoments MA (Momentenerfassung) an einer Bremszangeneinheit 2 gemessen, wobei die Steuereinrichtung (Bremssteuerung) das von der betreffenden Bremszangeneinheit 2 erzeugte Bremsmoment MA abhängig von der Abweichung des gemessenen, unter Umständen durch Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem zugeordneten Rad oder Radsatz und der Schiene und/oder zwischen der zugeordneten Bremsscheibe 4 und den Bremsbelägen 6 beeinflussten Zeitverlaufs des Bremsmoments MA von einem vorgegebenen oder erwarteten Zeitverlauf des Bremsmoments (Bremsanforderung) an dieser Bremszangeneinheit 2 beispielsweise mittels ei- ner Bremsdruckvorgabe für die vorzugsweise pneumatisch betätigte Bremszangeneinheit 2 anpasst. Auf die Bremsmechanik der Bremszangeneinheit 2 wirken dann schwankende Reibeigenschaften zwischen den zugeordneten Rädern und der Schiene und/oder zwischen der Bremsscheibe 4 und den Bremsbelägen 6 als Störgrößen ein. In der Praxis bevorzugt umfasst die Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs mehrere Bremsaktuatoren bzw. Bremszangeneinheiten 2, wobei die Steuereinrichtung dann bevorzugt derart ausgebildet ist, dass sie, falls bei einer der Bremszangeneinheiten 2 die Abweichung des gemessenen Zeitverlaufs (vor- zugsweise des gemessenen Zeitverlaufs des Bremsmoments) von einem vorgegebenen oder einem erwarteten Zeitverlauf größer als eine erlaubte Abweichung ist (d.h. es treten an dieser einen Bremszangeneinheit 2 nicht tolerierbare Schwankungen der Reibeigenschaften auf), die Bremskraft bzw. das Bremsmoment bei dieser einen Bremszangeneinheit 2 vergrößert und zur Kompensation die bzw. das durch eine weitere Bremszangeneinheit 2, bei welcher die Abweichung des gemessenen Zeitverlaufs von dem vorgegebenen oder erwarteten Zeitverlauf kleiner als die erlaubte Abweichung ist (d.h. es treten an dieser weiteren Bremszangeneinheit 2 tolerierbare Schwankungen der Reibeigenschaften auf), erzeugte Bremskraft bzw. erzeugte Bremsmoment derart reduziert wird, dass die Summe der auf diese Weise erhaltenen Ist- Bremskräfte bzw. Ist-Bremsmomente aller oder wenigstens einiger Bremszangeneinheiten 2 einer der Bremsanforderung entsprechenden Soll- Gesamtbremskraft bzw. einem der Bremsanforderung entsprechenden Soll- Gesamtbremsmoment entspricht.
In diesem Fall führt beispielsweise eine Erhöhung der Bremskraft bzw. des Bremsmoments an der einen Bremszangeneinheit 2 gegenüber der Bremsanforderung aufgrund störender oder nicht tolerierbarer Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem zugeordneten Rad oder Radsatz und der Schiene und/oder zwischen der zugeordneten Bremsscheibe 4 und den zugeordneten Bremsbelägen 6 nicht zu einer Überbremsung des Schienenfahrzeugs, weil dann durch wenigstens eine weitere Bremszangeneinheit 2, bei welcher keine oder tolerierbare Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem zugeordneten Rad oder Radsatz und der Schiene und/oder zwischen der zugeordneten Bremsscheibe 4 und dem zugeordneten Bremsbelag 6 auftreten, eine gegen- über der Bremsanforderung derart geringere Bremskraft bzw. ein derart gerin- geres Bremsmoment erzeugt wird, dass die Gesamt-Bremskraft bzw. das Ge- samt-Bremsmoment der Soll-Gesamtbremskraft bzw. dem Soll- Gesamtbremsmoment entspricht.
Bezuqszeichenliste Bremsanlage Bremszangeneinheit Bremsscheibe Bremsbeläge Halter

Claims

Patentansprüche
1. Bremsanlage (1) eines Schienenfahrzeugs, mit wenigstens einem einem Rad oder einem Radsatz zugeordneten Bremsaktuator (2) umfassend wenigstens eine Bremsscheibe (4) und wenigstens einen mit die- ser zusammen wirkenden Bremsbelag (6) zur Erzeugung einer Bremskraft auf eine Bremsanforderung hin, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, um den zeitlichen Verlauf wenigstens einer Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem dem Bremsaktuator (2) zugeordneten Rad oder Radsatz und der Schiene und/oder zwischen der dem Bremsaktuator (2) zugeordneten Bremsscheibe (4) und dem wenigstens einen Bremsbelag (6) repräsentierenden Größe wie Raddrehgeschwindigkeit, Radumfangsbe- schleunigung, Bremskraft, Bremsmoment oder Bremsdruck zu messen und um ein von der gemessenen Größe abhängiges Signal an eine Steuereinrichtung auszusteuern, welche derart ausgebildet ist, dass sie die von dem Bremsaktuator (2) erzeugte Bremskraft abhängig von der Abweichung des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Größe von einem vorgegebenen oder erwarteten zeitlichen Verlauf der Größe anpasst.
2. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Bremsaktuatoren (2) umfasst und die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie, falls bei einem Bremsaktuator (2) die Abweichung des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Größe von einem vorgegebenen oder erwarteten zeitlichen Verlauf der Größe größer als eine erlaubte Abweichung ist, die Bremskraft bei dem einen Bremsaktuator
(2) vergrößert und zur Kompensation die durch einen weiteren Bremsaktuator (2), bei welchem die Abweichung des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Größe von einem vorgegebenen oder erwarteten zeitlichen Verlauf der Größe kleiner als die erlaubte Abweichung ist, erzeug- te Bremskraft derart reduziert wird, dass die Summe der auf diese Wei- se erhaltenen Ist-Bremskräfte der Bremsaktuatoren (2) einer der Bremsanforderung entsprechenden Soll-Gesamtbremskraft entspricht.
3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem Rad oder dem
Radsatz und der Schiene und/oder zwischen Bremsscheibe (4) und Bremsbelag (6) repräsentierende Größe die vom zugeordneten Brem- saktuator (2) erzeugte Bremskraft oder das von dem zugeordneten Bremsaktuator (2) erzeugte Bremsmoment ist.
4. Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage (1) eines Schienenfahrzeugs, mit wenigstens einem einem Rad oder einem Radsatz zugeordneten Bremsaktuator (2) umfassend wenigstens eine Bremsscheibe (4) und wenigstens einen mit dieser zusammen wirkenden Bremsbelag (6) zur Erzeugung einer Bremskraft auf eine Bremsanforderung hin, gekennzeichnet durch: a) Messen des zeitlichen Verlauf wenigstens einer Schwankungen der Reibbedingungen zwischen dem dem Bremsaktuator (2) zugeordneten Rad oder Radsatz und der Schiene und/oder zwi- sehen der zugeordneten Bremsscheibe (4) und dem wenigstens einen Bremsbelag (6) repräsentierenden Größe wie Raddrehgeschwindigkeit, Radumfangsbeschleunigung, Bremskraft, Bremsmoment oder Bremsdruck, b) Anpassen der von dem Bremsaktuator (2) erzeugten Bremskraft abhängig von der Abweichung des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Größe von einem vorgegebenen oder erwarteten zeitlichen Verlauf der Größe.
5. Verfahren zur Steuerung einer mehrere Bremsaktuatoren (2) umfassen- den Bremsanlage (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass falls bei einem Bremsaktuator (2) die Abweichung des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Größe von einem vorgegebenen oder erwarteten zeitlichen Verlauf der Größe größer als eine erlaubte Abweichung ist, die Bremskraft bei dem einen Bremsaktuator (2) vergrößert und zur Kompensation die durch einen weiteren Bremsaktuator (2), bei welchem die Abweichung des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Größe von einem vorgegebenen oder erwarteten zeitlichen Verlauf der Größe kleiner als die erlaubte Abweichung ist, erzeugte Bremskraft derart reduziert wird, dass die Summe der auf diese Weise erhaltenen Ist-Bremskräfte der Bremsaktuatoren (2) einer der Bremsanforderung entsprechenden Soll-Gesamtbremskraft entspricht
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schwankungen der Reibbedingungen zwischen Rad oder Radsatz und Schiene und/oder zwischen Bremsscheibe (4) und Bremsbelag (6) repräsentierende Größe vom Bremsaktuator (2) erzeugte Bremskraft oder das Bremsmoment ist.
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