DE10316148B4

DE10316148B4 - Waggonbremsanlage in einem Zweiwegefahrzeug

Info

Publication number: DE10316148B4
Application number: DE10316148A
Authority: DE
Inventors: Ralf Beaujot
Original assignee: ZAGRO BAHN und BAUMASCHINEN GM; ZAGRO BAHN- und BAUMASCHINEN GmbH
Current assignee: ZAGRO BAHN und BAUMASCHINEN GM; ZAGRO BAHN- und BAUMASCHINEN GmbH
Priority date: 2002-04-29
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: DE10316148A1; DE20206738U1

Abstract

Waggonbremsanlage (100) in einem Zweiwegefahrzeug, mit einer durch Druckluft betätigten Bremseinrichtung (26), bei der die Bremswirkung mit abnehmendem Druck (P22) der Druckluft zunimmt, sowie mit einem pneumatisch betätigten Druckluft-Regulierventil (12), über welches der Druck (P22), der auf die Bremseinrichtung (26) wirkenden Druckluft veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckluft-Regulierventil (12) strömungsmäßig (48) mit dem Ausgang eines elektropneumatischen Regelventils (10) verbunden ist, und dass eine Steuerungseinrichtung (30) vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von einem durch den Fahrer des Zweiwegefahrzeugs vorgegebenen Verzögerungs-Vorgabewert ein pulsweitenmoduliertes Stellsignal (44) erzeugt, über welches das elektropneumatische Regelventil (10) in der Weise gesteuert wird, dass die Verzögerung des Zweiwegefahrzeugs im Wesentlichen dem vorgegebenen Verzögerungs-Vorgabewert entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Waggonbremsanlage in einem Zweiwegefahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Zweiwegefahrzeuge werden auf privaten oder öffentlichen Schienennetze etwa für Rangierarbeiten von Eisenbahnwaggons Gleisarbeiten, Bauarbeiten an Bahndämmen etc. eingesetzt und weisen zusätzlich zu ihrer Gummibereifung für herkömmliche Straßen ein Fahrgestell mit vier an die Breite des jeweiligen Schienennetzes angepassten Schienenrädern auf, welche sie dazu in die Lage versetzen, dass sich die Fahrzeuge nach dem Ausfahren der Räder entlang der Gleise des Schienennetzes fortbewegen können.

Um ein sicheres Abbremsen der Waggons zu gewährleisten, ist es bei der Durchführung von Rangierarbeiten erforderlich, dass die pneumatisch betätigten Bremsanlagen der beispielsweise 800 t schweren Eisenbahnwaggons durch das Zweiwegefahrzeug betätigt werden, da dieses aufgrund seiner wesentlich geringeren Masse von z.B. lediglich 10 Tonnen andernfalls nicht in der Lage wäre, die Waggons gezielt und im Gefahrenfalle in kürzester Zeit abzubremsen.

Die pneumatischen Bremsanlagen der Eisenbahnwaggons weisen dabei die Eigenart auf, dass sie aus Gründen der Sicherheit durch eine Reduzierung des Luftdrucks im Bremsleitungssystem abgebremst werden, wobei der sogenannte Lösedruck der Bremsen bei ca. 5.1 bar Überdruck und die maximale Bremsleistung bei einem Druck unter 3,1 bar erhalten wird.

Die Steuerung des Lufdrucks der Eisenbahnwaggons erfolgt bei den bekannten Zweiwegefahrzeugen über ein mechanisch betätigtes Auf-Zu-Ventil vom Führerhaus des Zweiwegefahrzeugs aus, welches vom Fahrer per Hand bedient wird. Hierbei ergibt sich das Problem, dass keine konstante Bremsleistung oder Verzögerung erhalten werden kann, da infolge des ständigen Druckabfalls durch Leckluft in den Druckluftzuleitungen zu den Waggons nach Einstellen eines gewünschten Bremsdrucks durch den Fahrzeugführer die Bremswirkung ständig zunimmt, so dass ein gezieltes gleichmäßiges Bremsen nicht möglich ist. Um daher einen Eisenbahnwaggon beim Rangierbetrieb gezielt abbremsen und positionieren zu können, ist es für den Fahrer des Zweiwegefahrzeugs erforderlich, dass dieser das Auf-Zu-Ventil ständig öffnet und wieder schließt, was nicht nur sehr viel Gefühl und Erfahrung voraussetzt, sondern zusätzlich den Bedarf an teurer Druckluft unnötig in die Höhe treibt.

Weiterhin ist es von Zweiwegefahrzeugen, die auf privaten Schienennetzen eingesetzt werden bekannt, den Bremsdruck statt durch ein Auf-Zu-Ventil über ein mechanisch betätigtes Proportionalventil zu regulieren, wobei sich jedoch das Problem ergibt, dass das Proportionalventil aufgrund seiner mechanischen Trägheit eine nicht vermeidbare Hysterese aufweist, die dazu führt, dass bei gelösten Bremsen schleichend ein Überdruck von z.B. 0,5 bar über dem Lösedruck aufgebaut wird, der wiederum zu einem plötzlichen Abblasen des Überdrucks von 5,5 bar auf 5,1 bar durch das Ventil führt, was zu einem ungewollten Bremsvorgang des Waggons führt.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Waggonbremsanlage in einem Zweiwegefahrzeug zu schaffen, welche unter Beibehaltung der für öffentliche Schienennetze geforderten Sicherheitsmaßnahmen einen gleichmäßigen und sanften Bremsvorgang ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Gemäß der Erfindung weist eine Waggonbremsanlage in einem Zweiwegefahrzeug eine durch Druckluft betätigte Bremseinrichtung auf, bei der die Bremswirkung gemäß den Sicherheitsvorschriften für Öffentliche Schienennetze mit abnehmendem Druck der Druckluft zunimmt. Die Waggonbremsanlage umfasst ferner ein gemäß den Sicherheitsbestimmungen pneumatisch betätigtes Druckluft-Regulierventil, z.B. ein für öffentliche Schienennetze zugelassenes Membranventil, über welches der Druck der auf die Bremseinrichtung wirkenden Druckluft veränderbar ist, um diese z.B. bei einem Überdruck von mehr als 5,1 bar zu lösen und bei einem Überdruck von weniger als 3,2 bar vollständig anzuziehen.

Das Druckluft-Regulierventil ist vorzugsweise über eine weitere Druckluftleitung strömungsmäßig mit dem Ausgang eines elektropneumatischen Regelventils verbunden, welches als Stellglied für das Druckluft-Regulierventil dient. Das elektropneumatische Regelventil ist vorzugsweise ein Ventil, welches z.B. im Automobilbau eingesetzt wird, und welches in erfindungsgemäßer Weise durch eine elektronische Steuerungseinrichtung mit einem pulsweitenmodulierten Signal beaufschlagt wird, um den Druck der Luft am Ausgang des Ventils in Abhängigkeit von der Pulsweite der Pulse zu vergrößern oder zu verringern, was aufgrund der strömungsmäßigen Verbindung mit dem Druckluft-Regulierventil wiederum dazu führt, dass der Druck der Druckluft im Leitungssystem der Bremseinrichtung entsprechend erhöht oder verringert, und damit die Bremskraft in umgekehrter Weise reduziert oder vergrößert wird.

Die elektronische Steuerungseinrichtung, die vorzugsweise einen Mikroprozessor enthält, erzeugt das pulsweitenmodulierte Stellsignal hierbei in Abhängigkeit von einem Verzögerungs-Vorgabewert, der durch den Fahrer des Zweiwegefahrzeugs vorzugsweise über einen mit einem Potentiometer gekoppelten Handhebel vorgegeben wird.

In gleicher Weise kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass der Fahrer des Zweiwegefahrzeugs den Verzögerungs-Vorgabewert über eine Fernbedienung eingibt, über dies sich auch das Zweiwegefahrzeug von außen her beim Rangierbetrieb steuern lässt.

Das elektropneumatische Regelventil wird hierbei in Abhängigkeit vom Verzögerungs-Vorgabewert in der Weise gesteuert, dass die Verzögerung des Zweiwegefahrzeugs im Wesentlichen dem vorgegebenen Verzögerungs-Vorgabewert entspricht und im Wesentlichen konstant ist, selbst wenn bei einem längeren Bremsvorgang Leckluft aus den Zuleitungen zu den Waggons oder zwischen den Waggons austritt.

Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Waggonbremssystems ergibt sich der Vorteil, dass bei einer Waggonbremsanlage, die die für öffentliche Schienennetze geltenden Sicherheitsanforderungen erfüllt, eine sehr feinfühlige und konstante Verzögerung des Zweiwegefahrzeugs erreicht werden kann.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dabei die Pulsweite des pulsweitenmodulierten Signals durch die Steuerungseinrichtung vergrößert, wenn der Verzögerungs-Vorgabewert erhöht wird.

Durch diese Art der Abhängigkeit der Verzögerung oder Bremskraft vom pulsweitenmodulierten Signal wird in Kombination mit dem Einsatz eines elektropneumatischen Ventils als Stellglied für das bekannte Druckluft-Reguliersystem sowie einer elektronischen Steuerungseinrichtung zur Erzeugung des Signals eine zusätzliche Sicherheit erhalten, da durch das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten bereits beim Ausfall einer einzigen Komponente ein Notbremsmanöver eingeleitet wird. So führt z.B. ein Stromausfall oder ein Ausfall der Steuerungseinrichtung dazu, dass das pulsweitenmodulierte Signal auf null gesetzt wird, wodurch das elektropneumatische Regelventil den Druck an seinem Ausgang vorzugsweise auf Umgebungsdruck absenkt, was ebenfalls dazu führt, dass das Druckluft-Regulierventil den Luftdruck in der Bremseinrichtung entsprechend vorzugsweise unter einen Wert von 3,2 bar absenkt, bei dem ein Notbremsmanöver der Waggons eingeleitet wird.

Hierbei hat es sich in Hinblick auf ein besonders sanftes Bremsverhalten als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Pulsweite bei einem Druck von 6 bar am Ausgang des elektropneumatischen Regelventils im Bereich von 97,5 % und/oder bei einem Druck von 0 bar im Bereich von 5% der maximalen Pulsweite liegt. Die Werte können jedoch je nach Auslegung der Anlage auch anders gewählt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in einer der Druckluftzuleitungen der Bremseinrichtung, vorzugsweise in der Druckluftzuleitung zu den Waggons, ein analoger Drucksensor angeordnet, der nachfolgend als „Analog-Sensor" bezeichnet wird.

Der Analog-Sensor ermittelt den Druck der Druckluft im Leitungssystem der Bremseinrichtung und erzeugt ein zum Druck vorzugsweise proportionales Istwert-Signal, welches der Steuerungseinrichtung zugeführt wird und beispielsweise bei einem Druck von 0 bar 1 Volt und bei einem Druck von 25 bar 10 V betragen kann. Die Steuerungseinrichtung vergleicht das Istwert-Signal mit dem pulsweitenmodulierten Stellsignal und setzt das pulsweitenmodulierte Stellsignal auf null, wenn die Differenz zwischen dem Istwert-Signal und dem pulsweitenmodulierten Signal einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.

Weiterhin ergibt sich durch die vom Analog-Sensor auch bei 0 bar Bremsdruck erzeugte Mindestspannung von z.B. 1 Volt der Vorteil, dass die Steuerungseinrichtung einen Bruch in der Zuleitung des Analog-Sensors oder einen Ausfall desselben erkennt, und in diesem Falle ein Notbremsmanöver dadurch selbständig einleiten kann, dass es das pulsweitenmodulierte Stellsignal auf null setzt.

Der Vergleich der beiden Signale erfolgt vorzugsweise durch die Steuerungseinrichtung auf der Basis eines der Pulsweite entsprechenden digitalen Sollwertes für den Druck mit einem der Signalspannung des Istwert-Signals zugeordneten digitalen Wert für den vom Analog-Sensor bestimmten Druck-Istwert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung überwacht die Steuerungseinrichtung das pulsweitenmodulierte Signal vorzugsweise ständig daraufhin, dass die von der Steuerungseinrichtung vorgegebene Taktfrequenz von z.B. 1000 Hz, auch tatsächlich eingehalten wird, so dass es z.B. durch extern eingestrahlte Störimpulse nicht zu Fehlfunktionen – insbesondere einem nicht beabsichtigten Lösen der Bremseinrichtung – kommen kann. Im Falle einer Abweichung der Taktfrequenz der Pulse von der vorgegebenen Taktfrequenz wird das pulsweitenmodulierte Signal auf null gesetzt, so dass umgehend ein Notbremsmanöver eingeleitet wird, welches den Waggon samt Zweiwegefahrzeug unter Einsatz der vollen Bremskraft zum Stillstand bringt.

Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung zur weiteren Unterdrückung von Störspannungen die Signalspannung des pulsweitenmodulierten Stell signals ebenfalls überwacht, und dieses zur Einleitung eines Notbremsmanövers auf null setzt, wenn der vorgegebene Wert für die Signalspannung von z.B. 1 bis 8 V des pulsweitenmodulierten Stellsignals überschritten oder unterschritten wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das elektropneumatische Regelventil mit dem Druckluft-Regulierventil über eine Druckluftleitung gekoppelt, wobei das elektropneumatische Regelventil die Größe des Drucks am Ausgang des elektropneumatischen Regelventils in Abhängigkeit von der Größe des zugeführten pulsweitenmodulierten Stellsignals selbständig regelt. Hierdurch wird eine zusätzliche Feinregelung des Luftdrucks zur Steuerung des Druckluft-Regulierventils bereitgestellt, was zu einer sehr kurzen Ansprechzeit der Druckregelung in der Verbindungsleitung zwischen Druckluftregulierventil und elektropneumatischem Regelventil führt. Zudem wird hierdurch ausgeschlossen, dass sich der Druck im Leitungssystem der Bremseinrichtung bei gelöster Bremse aufgrund von Hystereseerscheinungen schleichend um einen größeren Wert, z.B. 0,5 bar von beispielsweise 5,3 bar auf 5,8 bar erhöhen kann, ohne dass eine Nachregelung erfolgt, und die Waggons als Folge zu einem ungewollten Bremsvorgang veranlasst werden, wenn der Druck plötzlich wieder auf den Sollwert von 5.3 bar für den Lösedruck reduziert wird.

So hat sich in der Praxis gezeigt, dass der Regelabweichung er erfindungsgemäßen Vorrichtung insgesamt nur bei plus minus 0,05 bar liegt.

Der Verzögerungs-Vorgabewert wird vorzugsweise durch ein elektrisch mit der Steuerungseinrichtung verbundenes Potentiometer eingestellt, welches über einen Handhebel im Führerhaus des Zweiwegefahrzeugs betätigt werden kann. Hierbei ist es in Hinblick auf eine besonderes hohe Sicherheit gegen Fehlfunktionen von Vorteil, wenn in der elektrischen Verbindungsleitung zur Übertragung des pulsweitenmodulierten Stellsignals von der Steuerungseinrichtung zum elektropneumatischen Regelventil ein elektrischer Schalter vorgesehen ist, der durch den Handhebel mechanisch geöffnet wird, wenn der Handhebel z.B. mechanisch über seine Endanschlagsstellung hinaus bewegt wird, um auch dann noch ein Notbremsmanöver durchführen zu können, wenn der Prozessor „abgestürzt ist" und ein Stellsignal mit konstanter Pulsweite liefert, die größer als die dem maximalen Druck entsprechende Pulsweite ist.

Zusätzlich hierzu kann ferner noch ein Not-Ausschalter vorgesehen sein, mit welchem sich die Stromzufuhr zur Steuerungseinrichtung und/oder zum elektropneumatischen Regelventil zur Einleitung eines Notbremsmanövers manuell unterbrechen lässt.

Durch die erfindungsgemäße Kombination aus softwaremäßiger Steuerung und hardwaremäßiger Schaltung der einzelnen Komponenten wird somit sichergestellt, dass letztendlich stets ein Notbremsmanöver eingeleitet werden kann.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben.

In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Ansicht des Druckluftleitungsnetzes sowie der druckluftbetätigten Komponenten der erfindungsgemäßen Waggonbremsanlage,
2 den elektrischen Schaltplan der erfindungsgemäßen Waggonbremsanlage,
3 ein Diagramm, welches die Abhängigkeit des Ausgangsdrucks am elektropneumatischen Regelventil in Abhängigkeit von der Pulsweite des pulsweitenmodulierten Stellsignals wiedergibt, und
4 eine schematische Darstellung der Abhängigkeit des Bremsdrucks vom Spannungswert des Positivsignals, aus welchem die Steuerungseinrichtung das pulsweitenmodulierte Stellsignal erzeugt.
Wie anhand des Druckluftdiagramms von 1 gezeigt ist, umfasst eine erfindungsgemäße Waggonbremsanlage 100, die auf einem nicht dargestellten Zweiwegefahrzeug, beispielsweise einem Unimog der Firma Daimler-Benz, angeordnet ist, einen Ansaugfilter 1 zum Ansaugen der Luft, welche durch einen Kompressor 2 auf beispielsweise 10 bar komprimiert wird und über einen Druckregler 3 sowie einen nachgeordneten Zweikammer-Lufttrockner 4 mit einem Druck von 8,5 bis 10 bar einem oder mehreren Druckluftbehältern 5 zur Speicherung zugeführt wird, welche auf dem Zweiwegefahrzeug angeordnet sind. Der Druck in den Druckluftbehältern 5 kann hierbei auf einem Manometer 7 abgelesen werden, und wird durch ein Sicherheitsventil 6 auf 10,5 bar begrenzt. Die in den Druckluftbehältern 5 gespeicherte Luft wird über einen Luftfilter 8 und eine Verzweigung zum einen einem Druckregler 9 zugeführt, der den Druck auf beispielsweise 5 bar senkt und der mit dem Eingang eines erfindungsgemäßen elektropneumatischen Regelventils 10 verbunden ist, dessen Ausgang strömungsmäßig mit dem Drucklufteingang eines Druckluft-Regulierventils 12 in Verbindung steht, welches insbesondere ein von auf öffentlichen Schienennetzen eingesetzten Fahrzeugen her bekannten Relaisventil oder Membranventil ist. Das Ventil wird z. B. unter der Bezeichnung „WR1" von der Fa. Wabco Westinghouse vertrieben.
Der Eingang des Druckluft-Regulierventils 12 ist dabei mit dem anderen Zweig der dem Luftfilter 8 nachgeordneten Verzweigung verbunden, und wird demgemäß eingangsseitig mit einem Luftdruck von beispielsweise 10,5 bar beaufschlagt. Das Druckluft-Regulierventil 12 kann weiterhin, wie in 1 gezeigt, gewünschtenfalls über Zwei/Dreiwegeventile 11 sowie einen Luftbehälter 18 mit einem weiteren Drucklufteingang des Ventils 12 verbunden sein, um das Ventil 12 in bekannter Weise mit einem Druckluftstoß zu beaufschlagen, durch den der Bremsdruck im nachgeordneten Bremsleitungssystem der Waggons in bekannter Weise kurzzeitig beispielsweise auf 5,5 bar angehoben und danach langsam auf 5,1 bar heruntergefahren wird.
Der Ausgang des Druckluft-Regulierventils 12 ist über eine Druckluft-Bremsleitung 22 sowie eine Kupplung 24 mit einer bekannten, schematisch dargestellten Druckluft-Bremseinrichtung 26 verbunden, die am Eisenbahnwaggon zum Bremsen desselben angeordnet ist, und bei der in bei Eisenbahnwaggons des Öffentlichen Schienennetzes üblicher Weise die Bremswirkung zunimmt, wenn der Druck in der Druckluft-Bremsleitung 22 unterhalb eines Lösedrucks von beispielsweise 5,1 bar gesenkt wird.
In der Druckluft-Bremsleitung 22 befinden sich weiterhin vorzugsweise ein Notbremsventil 15, mit dem der Druck im Falle eines Notbremsmanövers schlagartig abgelassen werden kann, sowie ein Ablasshahn 16.
Weiterhin ist mit der Druckluft-Bremsleitung 22 ein analoger Drucksensor 13 verbunden, der den Druck der auf die Bremseinrichtung 26 wirkenden Druckluft in der Druckluft-Bremsleitung 22 ermittelt, und diesen an einer Steuerungseinrichtung 30 weiterleitet, die in 2 dargestellt ist und die vorzugsweise einen Mikroprozessor enthält, der die Steuerungs- und Regelungsvorgänge in der Steuerungseinrichtung 30 durchführt.
Wie anhand des elektrischen Leitungsplanes in 2 dargestellt ist, wird die Steuerungseinrichtung 30 nach Schließen eines Ein/Ausschalters bzw. eines Notausschalters 32 durch eine Stromquelle 34 mit Strom versorgt, wobei der Pluspol der Stromquelle 34 über ein Potentiometer 36, welches durch einen Handhebel 38 betätigt wird, mit einem Signaleingang 40 der Steuerungseinrichtung 30 über eine Steuerleitung 42 verbunden ist. Je nach Stellung des Potentiometers 36 wird hierbei durch den Fahrer des Zweiwegefahrzeugs ein Verzögerungs-Vorgabewert in Form einer Spannung von z.B. 1 bis 10 Volt erzeugt, der von der Steuerungseinrichtung 30 in ein pulsweitenmoduliertes Stellsignal 44 umgewandelt wird, das über eine mit 46 bezeichnete Zuleitung dem elektropneumatischen Regelventil 10 zugeführt wird. Das elektropneumatische Regelventil 10 erzeugt in Abhängigkeit von der Pulsweite des pulsweitenmodulierten Stellsignals 44 in der zum Druckluft-Regulierventil 12 führenden Verbindungsleitung 48 eine Druckänderung, die eine solche Größe besitzt, dass das Druckluft-Regulierventil 12 den Druck in der Druckluft-Bremsleitung 22 in der Weise einstellt, dass ein dem Verzögerungs-Vorgabewert entsprechender Wert für die durch die Bremseinrichtung 26 erzeugte Bremskraft oder Bremsverzögerung erhalten wird. Die Verbindungsleitung 48 sowie das Druckluft-Regulierventil 12 sind in 2 in gestrichelten Linien dargestellt.
Die Steuerungseinrichtung 30 erzeugt das pulsweitenmodulierte Stellsignal 44 hierbei vorzugsweise ebenfalls in Abhängigkeit von dem Istwert-Signal, welches der Analog-Sensor 13 je nach Druck in der Druckluft-Bremsleitung 22 liefert. Hierbei wird aus Sicherheitsgründen das erzeugte pulsweitenmodulierte Stellsignal, bzw. ein diesem Wert entsprechender digitaler Wert in der Steuerungseinrichtung 30, aus dem das pulsweitenmodulierte Stellsignal 44 abgeleitet wird, mit dem in einen entsprechenden digitalen Wert umgewandelten Spannungswert für das Istwert-Signal verglichen, welches vom Analog-Sensor geliefert wird. Wenn die Abweichung zwischen den Signalen einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird das pulsweitenmodulierte Stellsignal 44 durch die Steuerungseinrichtung 30 auf Null gesetzt, so dass am Eingang des elektropneumatischen Regelventils 10 kein Signal anliegt, und folglich der Wert des Drucks in der Verbindungsleitung 48 auf 1 bar bzw. 0 bar abgesenkt wird, wodurch über das Druckluft-Regulierventil 12 ebenfalls ein entsprechender Druckabfall in der Druckluft-Bremsleitung 22 erzeugt wird, der zu einem Notbremsmanöver führt. Hierbei wird die Pulsweite PW des pulsweitenmodulierten Stellsignals 44 vergrößert, wenn die Bremseinrichtung 26 gelöst werden soll, und entsprechend von der Steuerungseinrichtung 30 um so mehr verkleinert, je größer der Verzögerungs-Vorgabewert am Potentiometer 36 eingestellt wird.
Ein Beispiel für die Abhängigkeit des Ausgangsdrucks P_Ausgang in der Verbindungsleitung 48 zwischen dem elektropneumatischen Regelventil 10 und dem Druckluft-Regulierventil 12 von der Pulsweite PW ist dabei in 3 dargestellt.
Aus der Darstellung von 4 kann weiterhin entnommen werden, dass bei einem Wert von 1 Volt des am Signaleingang 40 der Steuerungseinrichtung 30 anliegenden, dem Verzögerungs-Vorgabewert entsprechenden Signals in der Druckluft-Bremsleitung 22 ein Druck von 0 bar und bei einem Wert von 8 Volt ein Druck von ca. 5,0 bar bereitgestellt wird, der auf die Bremseinrichtung 26 wirkt und eine entsprechende Bremskraft erzeugt.
Wie 2 weiterhin entnommen werden kann, ist innerhalb der Verbindungsleitung 46 von der Steuerungseinrichtung 30 zum elektropneumatischen Regelventil 10 ein elektrischer Schalter 50 angeordnet, der mechanisch durch den Handhebel 3S geöffnet werden kann. Die mechanische Verbindung zwischen dem Handhebel 38 und dem Schalter 50 ist durch die gestrichelte Linie 52 in 2 angedeutet. Der Schalter 50 kann beispielsweise ein Mikroschalter sein, der unmittelbar unter dem Handhebel 3S angeordnet ist, und der beim Umlegen des Handhebels 38 in eine über die Endstellung hinausgehende Stellung mechanisch aktiviert wird. Durch Öffnen des Schalters 50 ergibt sich beispielsweise bei einer Gefahrensituation oder bei einem Ausfall oder bei einem Hängenbleiben der Steuerungseinrichtung 30 für den Fahrer des Zweiwegefahrzeuges die Möglichkeit, das pulsweitenmodulierte Stellsignal 44 durch Öffnen des Schalters 50 auf null zu setzen, so dass das elektropneumatische Regelventil 10 den Druck in der Verbindungsleitung 48 zum Druckluft-Regulierventil 12, und dieses wiederum den Druck in der Druckluft-Bremsleitung 22 ebenfalls auf null reduziert, um die Bremseinrichtung 26 zur Durchführung eines Notbremsmanövers mit maximaler Verzögerung mit einem Druck kleiner 3,1 bar, vorzugsweise 0 bar, zu beaufschlagen.

PW: Pulsweite
P_Ausgang: Druck am Ausgang des elektropneumatischen Regelventils 10
P22: Druck in der Druckluft-Bremsleitung
1: Ansaugfilter
2: Kompressor
3: Druckregler
4: Zweikammer-Lufttrockner
5: Luftbehälter
6: Sicherheitsventil
7: Manometer
8: Luftfilter
9: Druckregler
10: elektropneumatisches Regelventil
11: Drei-/Zweiwegeventil
12: Druckluft-Regulierventil
13: Analog-Drucksensor
15: Notbremsventil
16: Ablasshahn
18: Luftbehälter
22: Druckluft-Bremsleitung
24: Kupplung
26: Bremseinrichtung
30: Steuerungseinrichtung
32: Not-Aus-Schalter
34: Stromquelle
36: Potentiometer
38: Handhebel
40: Signaleingang
42: Steuerleitung
44: pulsweitenmoduliertes Stellsignal
46: Zuleitung
48: Verbindungsleitung
50: Schalter
100: Erfindungsgemäße Waggon-Bremsanlage

Claims

Waggonbremsanlage (100) in einem Zweiwegefahrzeug, mit einer durch Druckluft betätigten Bremseinrichtung (26), bei der die Bremswirkung mit abnehmendem Druck (P22) der Druckluft zunimmt, sowie mit einem pneumatisch betätigten Druckluft-Regulierventil (12), über welches der Druck (P22), der auf die Bremseinrichtung (26) wirkenden Druckluft veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckluft-Regulierventil (12) strömungsmäßig (48) mit dem Ausgang eines elektropneumatischen Regelventils (10) verbunden ist, und dass eine Steuerungseinrichtung (30) vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von einem durch den Fahrer des Zweiwegefahrzeugs vorgegebenen Verzögerungs-Vorgabewert ein pulsweitenmoduliertes Stellsignal (44) erzeugt, über welches das elektropneumatische Regelventil (10) in der Weise gesteuert wird, dass die Verzögerung des Zweiwegefahrzeugs im Wesentlichen dem vorgegebenen Verzögerungs-Vorgabewert entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (30) die Pulsweite (PW) des pulsweitenmodulierten Stellsignals (44) vergrößert, wenn der Verzögerungs-Vorgabewert erhöht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsweite bei einem Druck (P_Ausgang) von 6 bar am Ausgang des elektropneumatischen Regelventils (10) im Bereich von 97,5 % und/oder bei einem Druck von 0 bar im Bereich von 5% der maximalen Pulsweite (PW) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Analog-Drucksensor (13) vorgesehen ist, der ein dem Druck in der Druckluft-Bremsleitung (22) entsprechendes Istwert-Signal erzeugt, dass die Steuerungseinrichtung (30) das Istwert-Signal mit dem pulsweitenmodulierten Stellsignal (44) vergleicht, und das pulsweitenmodulierte Stellsignal (44) auf null setzt, wenn die Differenz zwischen dem Istwert-Signal und dem pulsweitenmodulierten Stellsignal (44) einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Analog-Drucksensor (13) ein zum Druck in der Druckluft-Bremsleitung (22) der Bremseinrichtung (26) im Wesentlichen proportionales Signal erzeugt, derart, dass das Istwert-Signal bei einem Luftdruck (P22) in der Druckluft-Bremsleitung (22) von 1 bar einen Spannungswert von 1 Volt und bei einem Luftdruck (P22) von 25 bar einen Spannungswert von 10 Volt besitzt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (30) das pulsweitenmodulierte Stellsignal (44) auf das Vorliegen einer vorgegebenen Taktfrequenz hin überwacht, und das pulsweitenmodulierte Stellsignal (44) zur Einleitung eines Notbremsmanövers auf null setzt, wenn der vorgegebene Wert für die Taktfrequenz überschritten oder unterschritten wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (30) die Signalspannung des pulsweitenmodulierten Stellsignals (44) überwacht, und das pulsweitenmodulierte Stellsignal zur Einleitung eines Notbremsmanövers auf null setzt, wenn der vorgegebene Wert für die Signalspannung überschritten oder unterschritten wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektropneumatische Regelventil (10) mit dem Druckluft-Regulierventil (12) über eine Druckluftleitung (48) gekoppelt ist, und dass das elektropneumatische Regelventil (10) die Größe des Drucks (P_Ausgang) am Ausgang des elektropneumatischen Regelventils (10) in Abhängigkeit von der Weite der Pulse (PW) des zugeführten pulsweitenmodulierten Stellsignals (44) selbständig regelt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzögerungs-Vorgabewert über ein elektrisch mit der Steuerungseinrichtung (30) verbundenes Potentiometer (36) einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Potentiometer (36) durch einen Handhebel (38) im Führerhaus des Zweiwegefahrzeugs betätigbar ist, und dass in der elektrischen Verbindungsleitung (46) zur Übertragung des pulsweitenmodulierten Stellsignals (44) von der Steuerungseinrichtung (30) zum elektropneumatischen Regelventil (10) ein elektrischer Schalter (50) vorgesehen ist, der durch den Handhebel (38) zur Einleitung eines Notbremsmanövers geöffnet wird, wenn dieser in eine Notbremsstellung bewegt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Not-Ausschalter (32) vorgesehen ist, über welchen die Stromzufuhr zur Steuerungseinrichtung (30) und/oder zum elektropneumatischen Regelventil (10) zur Einleitung eines Notbremsmanövers manuell unterbrochen werden kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (30) einen Mikroprozessor enthält, der das pulsweitenmodulierte Stellsignal (44) erzeugt.