Die vorliegende Erfindung betrifft eine eiektropneumatische Bremseinrichtung eines Schienenfahrzeuges, umfassend einen elektronischen Gleitschutzrechner zur Erhaltung des Haftwertes zwischen Rad und Schiene durch Ansteuerung hieran angeschlossener und je einem Bremszylinder zugeordneter Gleitschutzventile. Weiterhin umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen elektropneumatischen Bremseinrichtung sowie ein dieses Verfahren verkörperndes Computerprogrammprodukt. Schließlich ist auch ein Schienenfahrzeug, das mit einer erfindungsgegenständlichen elektropneumatischen Bremseinrichtung ausgestattet ist, Gegenstand der Erfindung.

Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich auf Schienenfahrzeuge, welche per Luftdruck gebremst werden. Zu diesem Zweck wird einer oder mehrere pneumatischer Bremszylinder/ Aktuator durch ein Bremsventil, beispielsweise ein volumenverstärkendes Relaisventil, mit einem im Schienenfahrzeug bevorrateten Bremsdruck beaufschlagt. Dies erfolgt meist über eine pneumatische Bremsregelung nach Maßgabe einer elektrischen Sollwertvorgabe von einer zentralen Zugsteuerung aus. Die Berechnung des Stellwerts für die Bremsventile wird dabei durch eine elektronische Bremssteuereinheit durchgeführt. Daneben ist bei modernen elektropneumatischen Bremseinrichtungen auch ein Gleitschutzrechner vorgesehen, welcher in Abhängigkeit wenigstens eines von einem Gleitschutzsensor gelieferten Drehgeschwindigkeitssignals den Radschlupf der Räder wenigstens einer Achse regelt oder mit Rollüberwachungsmitteln die Drehgeschwindigkeit der Räder erfasst. Ferner ist auch ein Fahrwerksüberwachungsrechner Bestandteil einer modernen Bremseinrichtung, welcher eine Diagnose des Fahrwerks im Hinblick auf kritische Zustände und Schäden dient, wie beispielsweise Entgleisung, heißgelaufene Lager und ähnliches. Aus der DE 10 2005 010 118 Al geht eine gattungsgemäße elektropneumatische Bremseinrichtung hervor. Hierbei ist die Gleitschutzsteuerung in einem einzigen elektronischen Bremssteuergerät integriert. An diesem sind eingangsseitig die Sensoren zur Ermittlung der momentanen Drehgeschwindigkeit der Räder angeschlossen. Die Bremssteuereinheit vergleicht die Radgeschwindigkeit mit der momentanen Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges und ist so in der Lage, einen Radschlupf zu erkennen. In diesem Falle wird der Bremsdruck zur Anpassung mittels elektropneumatischer Gleitschutzventile reduziert. Dieser Gleitschutzmechanismus ist bei modernen Schienenfahrzeugen nicht allein während des normalen Bremsbetriebs aktiv, sondern soll auch bei einer Notbremsung funktionieren. In der Regel wird der Bremszylinderdruck für die Notbremsung rein pneumatisch, unabhängig von der Elektronik, erzeugt. Der Gleitschutz übt dabei prinzipiell die Funktion eines Druckreglers aus, wobei die Gleitschutzventile als Aktuatoren ansehbar sind.

In elektropneumatischen Bremseinrichtungen des Standes der Technik ist der Gleitschutz gewöhnlich getrennt von der normalen Bremssteuerung für die Betriebsbremsung angeordnet. Pro Wagen oder pro Drehgestell wird der Versorgungsdruck analog zu einem Sollwert auf den gewünschten Bremsdruckzylinder reduziert. Sollte die hieraus resultierende Verzögerung nicht durch den Rad-Schienen-Kontakt eingebracht werden können, wird durch einen unabhängigen Gleitschutz der Bremsdruck beeinflusst. Im Falle einer Notbremsung wird die Bremssteuerung umgangen und ein pneumatisch auf das aktuelle Fahrzeuggewicht abgestimmter Notbremsdruck in die Bremszylinder geleitet. Die Funktion des Gleitschutzes ist die selbe wie während der normalen

Betriebsbremsung. Da der Gleitschutz in der Lage ist, Bremsdruck auch während einer Notbremsung zu mindern, unterliegt dieser einer hohen Sicherheitsanforderung, um die notwendige Sicherheit auch in diesem Betriebsfall zu gewährleisten.

Nachteilhaft beim Stand der Technik erweist sich der hohe, insbesondere rechnertechnische Aufwand, welcher zur Realisierung der normalen Betriebsbremsfunktionalität, des Gleitschutzes und zusätzlich der Fahrzeugüberwachung erforderlich ist. Zusätzlich entsteht ventiltechnischer und sensortechnischer Bauteilaufwand.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine funktionsintegrierte elektropneumatische Bremseinrichtung sowie ein dazugehöriges Verfahren zu deren Betrieb zu schaffen, welche zumindest die Grundfunktionen Betriebsbremsung und Gleitschutz mit geringem gerätetechnischem Aufwand erfüllt.

Die Aufgabe wird ausgehend von einer elektropneumati sehen Bremseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Verfahrenstechnisch wird die Aufgabe durch Anspruch 7 gelöst. Im Hinblick auf ein dazugehöriges Computerprogrammprodukt wird auf Anspruch 11 verwiesen. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein Gleitschutzrechner einer elektropneumatischen Bremseinrichtung einen elektrischen Eingang zu Vorgabe eines Bremssollwerts einer Betriebsbremsfunktion aufweist, und dass den Gleitschutzventilen optional je ein Drucksensor zur Erfassung des anliegenden Bremsdrucks nachgeschaltet ist, dessen Messwerte gegebenenfalls dem

Gleitschutzrechner eingangsseitig zugehen, um den Gleitschutzrechner zusätzlich zur Regelung des Bremsdrucks der Betriebsbremse einzusetzen. Für den Fall, dass auf den/die Drucksensoren verzichtet wird, ist der Gleitschutzrechner in der Lage aus dem Brems-/Verzögerungssollwert und den an den Achsen/am Drehgestell/den Rädern angebrachten Geschwindigkeitsgebern einen Bremsdruck so einzusteuern/regehi, dass die daraus resultierende Verzögerung der Sollverzögerung des Fahrzeuges entspricht.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass das Gleitschutzsystem der elektropneumatischen Bremseinrichtung ebenfalls zur Regelung der

Betriebsbremse herangezogen wird. Da prinzipiell der Gleitschutz einen vollwertigen Regler darstellt, sind die gerätetechnischen Voraussetzungen bereits vorhanden. Die erfmdungsgemäße Lösung lässt sich durch geringfügige Modifikationen hinsichtlich Schaffung zusätzlicher Signaleingänge und entsprechende signalverarbeitungstechnische Änderungen mit recht geringem Aufwand umsetzen. Mit der erfindungsgemäße Lösung wird zudem eine direkte Bremsdruckregelung / Verzögerungsregelung durchgeführt, woraus eine höhere Regelgüte resultiert.

Vorzugsweise sollte der Gleitschutzrechner zur Regelung des Bremsdrucks ebenfalls die Gleitschutzventile als Stellglieder ansteuern. Insoweit entfallen auch zusätzliche Bremsventile zur Realisierung der Betriebsbremse.

Gemäß einer die Erfindung im Hinblick auf die Realisierung einer Notbremsung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass der Gleitschutzrechner während einer Notbremsung den seitens der zentralen Zugsteuerung vorgegebenen Bremssollwert ignoriert. Über einen zusätzlichen elektrischen Eingang wird ein Last- Ist-Wert dem Gleitschutzrechner zugeführt und alternativ als lastabhängiger

Ersatzsollwert zum Bremsen verwendet. Somit lässt sich auch die Funktion einer lastabhängigen Notbremsung in einfacher Weise in das Prinzip der erfindungsgemäßen Lösung integrieren.

Ferner wird vorgeschlagen, dass in die Druckleitung zwischen einem auffüllbaren Versorgungsdruckbehälter und den Gleitschutzventilen ventiltechnische Mittel zur Begrenzung des den Gleitschutzventilen speisedruckseitig maximal zuführbaren Versorgungsdrucks angeordnet sind. Derartige ventiltechnische Mittel können beispielsweise als Druckbegrenzungsventil zur pneumatischen Begrenzung oder als kontinuierliches Lastbrems-Relaisventil zur kontinuierlichen Wirkung verwendet werden.

Das Verfahren zum Betrieb einer solchen elektropneumatischen Bremseinrichtung ist angelehnt an die Funktion des um die jeweiligen elektrischen Eingänge erweiterten Gleitschutzrechners, damit dieser in die Lage versetzt wird, zusätzlich zum

Gleitschutz auch den Bremsdruck der Betriebsbremse zu regeln. Dieses Verfahren lässt sich innerhalb eines Gleitschutzrechners durch entsprechende in einer Software hinterlegte Steuerungsbefehle umsetzen, welche in Form eines Computerprogrammprodukts vorliegend in elektronische Speichereinheiten von Gleitschutzrechnern hinterlegt werden kann.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung lässt sich die elektropneumatische

Bremseinrichtung im Schienenfahrzeug ohne weiteres pro Achse, pro Drehgestell oder pro Wagen anordnen, um die erfindungsgegenständliche Funktion zu erfüllen.

Weitere, die Erfindung verbessernden Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt. Die Figur zeigt eine schematische Blockschaltbilddarstellung einer elektropneumatischen Bremseinrichtung mit Gleitschutzrechner eines Schienenfahrzeuges mit vier Achsen.

Gemäß Figur umfasst die elektropneumatische Bremseinrichtung einen

Gleitschutzrechner 1. Eine herkömmliche Bremssteuereinheit existiert nicht. Der Gleitschutzrechner 1 dient in erster Linie zur Erhaltung des Haftwerts zwischen Rad und Schiene durch elektrische Ansteuerung nachgeschalteter Gleitschutzventile 2a bis 2d, welche wiederum zur Druckluftbeaufschlagung je eines zugeordneten Bremszylinders 3a bis 3d dienen.

Der Gleitschutzrechner 1 ist mit einem elektrischen Eingang 4 zur Vorgabe eines Brems-/Verzögerungsssollwerts c _so ιι seitens des - nicht weiter dargestellten - Steuerstands des Schienenfahrzeuges versehen. Bremsleitungsseitig der Gleitschutzventile 2a bis 2d sind Drucksensoren 5 (exemplarisch) zur Erfassung des anliegenden Bremsdrucks angeordnet. Die elektrischen Messsignale der Drucksensoren 5 gehen ebenfalls dem Gleitschutzrechner 1 eingangsseitig zu. Die Drucksensoren 5 können mit dem je zugeordneten Gleitschutzventil 2a bis 2d eine Baueinheit in Form eines Druckregelventils 6 bilden. Mit dem vorgegebenen Bremssollwert sowie dem aktuell anliegenden Bremsdruck je Bremszylinder 3a bis 3d ist der Gleitschutzrechner 1 - welcher rechentechnisch einen vollwertigen Regler verköφert - in der Lage, zusätzlich zur Erfüllung des Gleitschutzes auch die Regelung des Bremsdrucks der Betriebsbremse zu übernehmen.

Im Rahmen dieser Funktionalität steuert der Gleitschutzrechner 1 zur Regelung des Bremsdrucks die Gleitschutzventile 2a bis 2d als Stellglieder an, um den erforderlichen Bremsdruck auf die Bremszylinder 3a bis 3d zu geben.

Zur Umsetzung einer Notbremsfunktion ist der Gleitschutzrechner 1 derart eingerichtet, dass ein seitens der zentralen Zugsteuerung vorgegebener Bremssollwert C _s0H ignoriert wird und stattdessen der Gleitschutzrechner 1 zur alternativen Nutzung eines lastabhängigen Ersatzsollwerts Tj _st die Notbremsung nach Maßgabe dieses Werts durchführt. Zu diesem Zweck ist der Gleitschutzrechner 1 mit einem zusätzlichen elektrischen Eingang 7 versehen.

Zur Begrenzung des den Gleitschutzventilen 2a bis 2d speisedruckseitig maximal zuführbaren Versorgungsdruck wird zwischen einem von einer Hauptluftbehälterleitung 8 gespeisten Versorgungsdruckbehälter 9 und dem speisedruckseitigen Anschluss der Gleitschutzventile 2a bis 2d in eine zentral vom Versorgungsdruckbehälter 9 und dem speisedruckseitigen Anschluss der Gleitschutzventile 2a bis 2d in eine zentral vom Versorgungsdruckbehälter 9 abgehende Druckleitung 10 ventiltechnische Mittel zur Druckbegrenzung eingefügt. Diese ventiltechnischen Mittel können nach der dargestellten Alternative als Druckbegrenzungsventil I Ib ausgebildet sein. Gemäß einer anderen Alternative können die Mittel zur Begrenzung des den Gleitschutzventilen 2a bis 2d speisedruckseitig maximal zuführbaren Versorgungsdruck auch als kontinuierliches Last-Brems-Relaisventil 11c ausgebildet sein.

Die vorstehend beschriebene elektropneumatische Bremseinrichtung ist in einem Wagen eines Schienenfahrzeuges zur Bremsung aller Räder verbaut.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, die elektropneumatische Bremseinrichtung pro Achse oder pro Drehgestell in einem Schienenfahrzeug zu verbauen. Ferner können auch andere Varianten der Maximaldruckbegrenzung verwendet werden, sofern diese für die angeschlossenen Gleitschutzventile geeignet sind.

Bezugszeichenliste

1 Gleitschutzrechner

2 Gleitschutzventil 3 Bremszylinder

4 elektrischer Eingang

5 Drucksensor

6 Druckregelventil

7 elektrischer Eingang 8 Hauptluftleitung

9 Versorgungsdruckbehälter

10 Druckleitung

IIa ventiltechnische Mittel

IIb Druckbegrenzungsventil 11c Relaisventil

12 Radgeschwindigkeitssensor