Исполнительный элемент для тормозной системы рельсового транспортного средства

Исполнительный элемент (7) для рельсового транспортного средства содержит блок (6) определения заданного значения, причем блок (6) определения заданного значения на выходе (А1) предоставляет заданное значение (SSoll) или скорректированное под воздействием редуцирующего сигнала (RS) устройства (10) регулирования противоскольжения заданное значение (SGleit) подлежащего регулированию усилия (Fv) замедления или подлежащего регулированию момента (Mv) замедления и передает на вход (Е1) устройства (5) регулирования заданного значения. Устройство (5) регулирует заданное значение (SSoll; SGleit) до первого выходного заданного значения (ASv1). Устройство переключения (13) в первом положении направляет выходные данные устройства (5) в устройство (19) преобразования заданного значения в усилие в первом положении переключения. Во втором положении переключения устройство (19) получает сигнал от блока возврата (12). Средства (16, 17, 18) торможения преобразуют фактическое значение (Ip) усилия (Fp) в фактическое значение (Iv) подлежащего регулированию усилия (Fv) замедления или подлежащего регулированию момента (Mv) замедления. При недопустимом отклонении фактического значения (Iv) от заданного значения (SВ-Soll) экстренного торможения переключают устройство (13) во второе положение. Достигается создание исполнительного элемента с контролем силы замедления, который при использовании его во фрикционной тормозной системе рельсового транспортного средства делает подходящей фрикционную тормозную систему (таким образом с контролем силы замедления). 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к исполнительному элементу для тормозной системы рельсового транспортного средства.

Изобретение также относится к тормозной системе для торможения рельсового транспортного средства с подобным исполнительным элементом, выполненным в своей совокупности с возможностью монтажа на поворотной тележке рельсового транспортного средства. Кроме того, изобретение относится к рельсовому средству с несколькими вагонами, которые связаны между собой для получения системы транспортных средств, которая располагает подобной тормозной системой.

Допуск к эксплуатации рельсовых транспортных средств предъявляет высокие требования к тормозному оборудованию транспортных средств.

В рамках допуска к эксплуатации рельсовых транспортных средств, в соответствии с национальными и международными регулированиями и законами, осуществляется проверка тормозной системы. В рамках этих обширных проверок определяются тормозные качества тормоза с помощью предписанного способа так называемой оценки торможения. Эти тормозные качества ассоциируются с так называемым «тормозным весом» транспортного средства. На основе веса торможения, например, устанавливается, насколько быстро это транспортное средство максимально может двигаться и насколько быстро оно может двигаться на определенных участках. Для рельсовых транспортных средств, которые двигаются во внутригородской области, таких как метро или трамваи, действительны другие способы допуска к эксплуатации, однако эти транспортные средства также имеют фрикционные тормоза.

Вес торможения определяется посредством динамических измерений тормозного пути и тормозных испытаний.

Рельсовые транспортные средства имеют, как правило, несколько тормозных систем, которые используются в различных положениях (приборов) при определенном режиме торможения. К тормозным системам относятся, в частности, фрикционные тормоза в форме выполнения колодочного или дискового механизма торможения, электродинамический тормоз с помощью электродвигателя, тормоз-замедлитель в дизельных транспортных средствах, магниторельсовый тормоз и тормоз, работающий на вихревых токах.

Оценка торможения осуществляется от установленных скоростей до предусмотренной максимальной скорости рельсового транспортного средства при установках торможения R, P, G, R+Mg, R+E. Во всех установках торможения действует вышеупомянутый фрикционный тормоз, причем фрикционный тормоз при установке торможения R+E сдерживается по своей мощности, и мощность неизнашиваемого Е-тормоза используется в первую очередь.

В рамках оценки торможения и установления учитываемого веса торможения действуют жесткие допуска для разброса измеренных тормозных путей от соответственно тех же самых начальных скоростей. Кроме того, следует соблюдать определенные типовые условия и условия окружающей среды, чтобы опыты были признаны действительными.

Сюда добавляется сверх TSI еще оценка измеренных на транспортном средстве тормозных качеств посредством определенных на испытательном стенде тормозных качеств в условиях влажности.

Кроме того, при всех торможениях максимальные допустимые коэффициенты сцепления между колесом и рельсом не должны превышаться.

Это часто приводит, например, при применении современных фрикционных тормозов, к тому, что требуется большое количество испытаний тормозных путей, а также настроек установок торможения в процессе оценки торможения, или оценка торможения приводит к результату, который дает для рельсового транспортного средства не согласованное с договором значение. В завершение требуются подстройки, и оценка торможения должна быть повторена. Часто также нужно идти на компромисс в установке торможения, чтобы скомпенсировать отдельные, но решающие плохие значения торможения при определенных условиях испытаний. Причина для этой проблематики лежит главным образом в коэффициенте трения между парами трения фрикционного тормоза. Этот коэффициент трения не является постоянным, а зависит от скорости, давления, температуры, мощности, а также мгновенного состояния пар трения. Поэтому чтобы добиться технического допуска к эксплуатации по торможению, также предъявляются высокие требования к качеству тормозных накладок и тормозных колодок, что приводит к высоким затратам на опытно-конструкторские работы и к дорогостоящим материалам.

Дополнительно, в настоящее время невозможно или возможно только с высокими расходами выполнять смену накладок или колодок или материала накладок или материала колодок и заменять другим типом накладок или типом колодок того же или второго изготовителя. Это создает для зарегистрированного изготовителя определенное монопольное положение.

Эта проблема до сих пор решалась тем, что при слишком высоких отклонениях во время испытаний только посредством корректировок в установках торможения достигается требуемое качество торможения, что повышает затраты на испытания и требует повторений испытаний. Часто также качество торможения при низких скоростях посредством повышения давления повышается так, что в диапазоне высоких скоростей и мощностей требуемые значения могут быть достигнуты. Кроме того, результаты испытаний в оценке торможения представляют в настоящее время только «моментальный снимок». В эксплуатационном режиме качество торможения зависит от имеющегося уровня коэффициента торможения. Мгновенные пиковые значения коэффициента торможения, кроме того, не корректируются, и приводят в настоящее время к повышенной нагрузке на колесную пару и, в зависимости от состояния рельса, к срабатыванию средств защиты от проскальзывания (противоскольжения). Ввиду высоких затрат отказываются в настоящее время, как правило, от разрешения использовать второй тип накладок или от смены в последующем ранее разрешенного к использованию типа накладок.

Фрикционные тормоза, регулируемые по усилию замедления, известны из публикаций WO 2008/031701 A1 или DE 102006044022.

Кроме того, из патентной заявки Германии 10 2009 042 965.4 известна тормозная система с интеллектуальными исполнительными элементами.

Фрикционные тормоза и тормозные устройства для надежного торможения рельсовых транспортных средств также известны из публикаций ЕР 1347910 В1 и DE 102004041672.

Публикация DE 102004041672 описывает устройство экстренного торможения и способ контроля функции экстренного торможения в качестве усовершенствования уровня техники. При этом контролируется, принимает ли управление торможением надлежащие меры для экстренного торможения. Если это не имеет места, то экстренное торможение вводит требуемые меры. Также описывается принятие во внимание операции защиты от проскальзывания. Тем самым, согласно этой патентной публикации, также могут применяться децентрализованные, электронно-управляемые блоки торможения с коррекцией нагрузки, защитой от проскальзывания и ограничением рывков для экстренного, вынужденного и быстродействующего торможения.

Публикация ЕР 1347910 В1 описывает электромеханическое зажимное устройство, с помощью которого также в случае аварийного и быстродействующего торможения может производиться торможение с регулированием противоскольжения и/или коррекцией нагрузки.

Задача изобретения состоит в том, чтобы предоставить исполнительный элемент с регулированием усилия замедления, который при его использовании в системе фрикционного тормоза рельсового транспортного средства гарантирует учитываемость (регулируемой по усилию замедления) системы фрикционного тормоза.

Эта задача решается исполнительным элементом для системы торможения рельсового транспортного средства

- с блоком определения заданного значения и устройством регулирования заданного значения,

- причем блок определения заданного значения обеспечивает на выходе заданное значение или заданное значение, скорректированное под воздействием редуцирующего сигнала устройства регулирования противоскольжения, подлежащего регулированию усилия замедления или подлежащего регулированию момента замедления на входе устройства регулирования заданного значения и передает на вход устройства регулирования заданного значения, и

- причем устройство регулирования заданного значения регулирует заданное значение, переданное блоком определения заданного значения, до первого выходного заданного значения,

- с блоком возврата, который обеспечивает заданное второе выходное заданное значение,

- с блоком преобразования заданного значения в усилие,

- с переключающим устройством, которое при первом положении переключения соединяет выход устройства регулирования заданного значения с входом устройства преобразования заданного значения в усилие, так что на входе устройства преобразования заданного значения в усилие присутствует первое выходное заданное значение, и которое при втором положении переключения соединяет выход блока возврата с входом устройства преобразования заданного значения в усилие, так что на входе устройства преобразования заданного значения в усилие присутствует второе выходное заданное значение,

- причем устройство преобразования заданного значения в усилие преобразует выходное заданное значение, приложенное на его входе, из обоих выходных заданных значений в действительное значение усилия для торможения рельсового транспортного средства,

- со средствами торможения, которые преобразуют фактическое значение усилия в фактическое значение подлежащего регулированию усилия замедления или подлежащего регулированию момента замедления,

- с датчиком, который определяет фактическое значение подлежащего регулированию усилия замедления или подлежащего регулированию момента замедления и предоставляет на вход устройства регулирования заданного значения,

- причем устройство регулирования заданного значения устанавливает первое выходное заданное значение таким образом, что определенное фактическое значение соответствует заданному значению, переданному на блок регулирования заданного значения от блока определения заданного значения, и

- с блоком контроля, который принимает при быстродействующем (экстренном) торможении от устройства определения SB-заданного значения заданное значение экстренного торможения или по меньшей мере корректирующий коэффициент (fK-Last, fK-H/N, fK-GB) для образования заданного значения (SB-Soll) экстренного торможения и от датчика - фактическое значение, и при недопустимых отклонениях фактического значения от заданного значения экстренного торможения выдает на устройство переключения сигнал переключения, который вызывает переключение устройства переключения из его первого положения переключения во второе положение переключения.

В качестве предпочтительного рассматривается, если также устройство регулирования заданного значения при недопустимом отклонении фактического значения от заданного значения экстренного торможения выдает на устройство переключения другой сигнал переключения, который вызывает переключение устройства переключения из его первого положения переключения в его второе положение переключения.

В предпочтительном варианте осуществления предоставленное от блока возврата заданное второе выходное заданное значение так задано, что при номинальных условиях коэффициента трения во втором положении переключения устройства переключения достигается более высокое эквивалентное усилие замедления, чем в первом положении переключения. При этом под эквивалентным усилием замедления а_е специалист понимает, согласно DIN-стандарту EN-стандарту 14531-6, усредненное на участке пути замедление внутри определенного диапазона скоростей. Оно базируется на вычислении с полностью сформированным усилием торможения. Номинальные условия коэффициента трения обозначают здесь расчетный коэффициент трения или расчетную характеристику коэффициента трения соответственно коэффициенту трения, обычному в настоящее время согласно уровню техники, для распространенного пневматического фрикционного тормоза с регулированием давления в области ширококолейных железных дорог.

В соответствии с изобретением, в частности, предложено следующее.

Для того чтобы возникающие на основе приведенной выше проблематики затраты существенно снизить, а также достичь повышенной безопасности тормозного пути при различных рабочих состояниях, предлагается оснастить рельсовые транспортные средства системой фрикционного торможения, регулируемой с учитываемым усилием замедления.

В настоящем документе регулируемое усилие замедления означает, что заданное значение для отдельных фрикционных тормозов или групп фрикционных тормозов, причем фрикционный тормоз состоит из пары трения, например тормозного диска и воздействующей на него тормозной колодки, запрашивается в качестве заданного значения тормозного момента (момента замедления) или в качестве заданного значения усилия замедления от вышестоящей системы управления, как правило, от системы управления торможением, и в блоке определения заданного значения в зависимости от заданного значения экстренного торможения, предоставленного устройством определения SB заданного значения, или дополнительно под воздействием редуцирующего сигнала устройства регулирования противоскольжения, корректируется, причем предоставленное на выходе блок определения заданного значения скорректированное заданное значение преобразуется фрикционными тормозами, причем регулирование на скорректированное заданное значение выполняется каждым фрикционным тормозом или каждой группой фрикционных тормозов независимо от других фрикционных тормозов.

Если группы фрикционных тормозов регулируются на одно усилие замедления, то не все приведенные ниже преимущества имеют место. Если группа состоит из фрикционных тормозов одной оси или одной колесной пары, то достигаются преимущества, сходные с теми, которые достигаются при регулировании усилия замедления каждого отдельного фрикционного тормоза.

Наряду с использованием фрикционных тормозов, регулируемых по усилию замедления, может также достигаться упрощение оценки торможения посредством регулирования замедления рельсового транспортного средства.

Тем самым также может быть реализован тормозной путь, независимый от коэффициента трения накладки или колодки. Однако тем самым тормозные качества отдельных тормозов, как в настоящее время, определяются неточно.

Поэтому может использоваться регулирование замедления рельсового транспортного средства, чтобы контролировать требуемые тормозные качества всего рельсового транспортного средства.

При фрикционном тормозе, регулируемом по усилию замедления, регулируется достигаемое посредством отдельного фрикционного тормоза усилие замедления на радиусе торможения и, тем самым, через геометрические соотношения, также усилие замедления на колесе. Тем самым этот фрикционный тормоз, в противоположность современному тормозу, регулируемому по силе давления или силе прижатия, является эксплуатационно независимым от коэффициента трения между парой трения. Под термином «эксплуатационно» здесь понимаются ожидаемые при эксплуатации колебания коэффициента трения относительно номинального коэффициента трения.

Соответствующее изобретению рельсовое транспортное средство с фрикционным тормозом, регулируемым по учитываемому усилию замедления, имеет, в частности, следующие признаки:

Во всех положениях торможения с участием фрикционного тормоза (дискового тормоза и/или колодочного тормоза) фрикционный тормоз учитывается также при релевантных для безопасности торможений, аварийном торможении, экстренном торможении или быстродействующем торможении, причем торможения характеризуются тем, что они выполняются с регулированием по меньшей мере в отношении усилия замедления фрикционных тормозов и при необходимости дополнительно с корректировкой по нагрузке или корректировкой противоскольжения.

Разумеется, для этого рельсовое транспортное средство с этой тормозной системой должно выполнять известные требования по безопасности, предъявляемые к тормозному оснащению и к учитываемым тормозным системам.

В интересах полноты следует еще пояснить, что регулирование по усилию замедления и здесь, особенно, в применении в учитываемых системах фрикционных тормозов, в принципе несет с собой преимущества, так что также регулирование по усилию замедления не рассмотренных здесь фрикционных тормозов, таких как барабанный тормоз или магниторельсовый тормоз, может быть целесообразным. В общем случае, первые не являются широко распространенными в настоящее время в рельсовых транспортных средствах, а последние используются часто, ввиду независимости силы сцепления между колесом и рельсом.

Возможность учета электродинамического тормоза, тормоза на вихревых токах или тормоза-замедлителя как не подверженных износу тормозных систем, регулируемых по силе замедления, дает дополнительное преимущество, заключающееся в том, что можно в значительной степени отказаться от использования фрикционных тормозов, подверженных износу.

Примерная форма выполнения рельсового транспортного средства с фрикционным тормозом, регулируемым по учитываемому усилию замедления, описывается далее со ссылками на фиг.1.

Согласно фиг.1, не показанное здесь рельсовое транспортное средство имеет управление транспортным средством и/или управление тормозом. Через показанное здесь управление тормозом BS устройство приведения в действие тормоза, здесь называемое в последующем описании исполнительным элементом 7, получает команду торможения, которая передается через одну или несколько линий управления и/или шину и/или по радиосвязи на устройство приведения в действие.

Каждая ось рельсового транспортного средства обычным образом оснащена по меньшей мере одним исполнительным элементом 7, так что отдельный вагон, как правило, имеет по меньшей мере четыре таких исполнительных элемента 7. Для примера здесь показан только один исполнительный элемент 7.

Каждый исполнительный элемент 7 получает в случае экстренного, аварийного или быстродействующего торможения, далее называемого случаем экстренного торможения, дополнительно сигнал для экстренного торможения через средство активирования 20 экстренного торможения, например через так называемый контур экстренного торможения, который, как правило, выполнен с низкой активностью.

Это означает, что исполнительный элемент 7 в случае экстренного торможения получает сигнал для экстренного торможения через управление торможением BS и одновременно через активирование 20 экстренного торможения.

Как упомянуто выше, торможения в случае экстренного торможения характеризуются тем, что они регулируются, по меньшей мере с регулированием по отношению к усилию замедления фрикционных тормозов, и при необходимости выполняются дополнительные коррекции по нагрузке или коррекции противоскольжения, причем для отдельных фрикционных тормозов или групп фрикционных тормозов запрашивается заданное значение BS-Soll тормозного момента (момента замедления) или усилия замедления от вышестоящего средства управления - здесь от средства управления торможением BS.

Заданное значение BS-Soll, которое исполнительный элемент 7 получает от средства управления торможением BS, соответствует в случае экстренного торможения заданному значению экстренного торможения и в случае рабочего торможения - заданному значению рабочего торможения. Заданное значение BS-Soll является тормозным моментом (моментом замедления) Mv или усилием Fv замедления и не должно отождествляться с запрашиваемой в настоящее время силой Fp прижатия тормозных накладок или тормозных колодок. При современных пневматических тормозах Fp генерируется за счет давления цилиндра “C-Druck” или за счет пружины, которое только путем перемножения с коэффициентом трения накладок или колодок образует усилие замедления.

Заданное значение BS-Soll, которое определяется в устройстве 1 определения заданного значения исполнительного элемента 7, является опционально уже скорректированным по нагрузке, учитывает опционально торможение при максимальном/минимальном давлении в тормозном цилиндре, H/N, и опционально так называемый GB действительный сигнал GB. Кроме того, заданное значение BS-Soll опционально является уже скорректированным по противоскольжению.

Учет H/N, GB и коррекции по нагрузке может опционально осуществляться также в исполнительном элементе 7 через первое устройство 2 коррекции заданного значения, и/или в первом устройстве 2 коррекции заданного значения может осуществляться проверка на достоверность.

Коррекция заданного значения в первом устройстве 2 коррекции заданного значения повышает, ограничивает или снижает заданное значение BS-Soll в зависимости от другого входного сигнала, так называемого SB сигнала заданного значения SB-Soll, формируемого устройством 8 определения SB заданного значения. Альтернативно вместо SB сигнала заданного значения SB-Soll для коррекции заданного значения также могут служить корректирующие коэффициенты fK-Last и/или fK-H/N и/или fK-GB, которые формируются устройством 8 определения SB заданного значения.

SB сигнал заданного значения SB-Soll от устройства 8 определения SB заданного значения передается на исполнительный элемент 7 через одну или несколько линий управления и/или через шину и/или по радиосвязи. SB сигнал заданного значения SB-Soll в отношении определения нагрузки формируется в устройстве 8 определения SB заданного значения из по меньшей мере одного сигнала датчика устройства 9 восприятия нагрузки, которое полностью или частично определяет массу затормаживаемого транспортного средства.

Устройство 8 определения SB заданного значения формирует SB сигнал заданного значения SB-Soll, как описано выше, в зависимости от определенной массы транспортного средства и опционально также в зависимости от других входных величин, как, например, GB действующий сигнал GB и/или максимальное/минимальное давление в тормозном цилиндре H/N. Эти оба управляющих воздействия известным образом применяются в обычных пневматических тормозных системах, чтобы заданное усилие торможения снизить в зависимости от скорости транспортного средства (максимального/минимального давления в тормозном цилиндре H/N) и качеств торможения электрического тормоза (GB действующий сигнал GB).

В качестве альтернативы этому, устройство 8 определения SB заданного значения определяет корректирующий коэффициент fK-Last в зависимости от определенной массы из сигнала датчика устройства 9 восприятия нагрузки, корректирующий коэффициент fK-H/N из сигнала H/N и корректирующий коэффициент fK-GB из сигнала GB. Корректирующие коэффициенты fK-Last, fK-H/N, fK-GB передаются на исполнительный элемент 7 через одну или несколько линий управления и/или через шину и/или посредством радиосвязи.

Во втором устройстве 4 коррекции заданного значения опционально может учитываться редуцирующий сигнал RS от устройства 10 регулирования противоскольжения (противоблокировочного устройства), чтобы иметь возможность выполнять в исполнительном элементе 7 коррекцию противоскольжения и/или чтобы во втором устройстве 4 коррекции заданного значения иметь возможность выполнять проверку достоверности.

Опционально измеренные моменты М также могут учитываться устройством 10 регулирования противоскольжения, чтобы оптимизировать противоскольжение.

При интегрированной в исполнительном элементе 7 коррекции заданного значения противоскольжения посредством второго устройства 4 коррекции заданного значения на заданное значение SSoll от первого устройства 2 коррекции заданного значения, которое, как описано выше, сформировано путем коррекции заданного значения BS-Soll, оказывается влияние в зависимости от редуцирующего сигнала RS. Редуцирующий сигнал формируется устройством 10 регулирования противоскольжения и через одну или несколько линий управления и/или через шину и/или по радиосвязи передается на исполнительный элемент 7. Устройство 10 регулирования противоскольжения определяет через датчики 11 числа оборотов колеса число оборотов колес и ограничивает с помощью редуцирующего сигнала RS максимальное проскальзывание колеса.

В соответствии с изобретением момент замедления (момент торможения) Mv или усилие Fv замедления могут представлять собой параметры регулирования, которые регулируются посредством устройства 5 регулирования заданного значения. Параметр регулирования устанавливается устройством 19 преобразования заданного значения в усилие (преобразователем заданного значения) через усилие исполнительного элемента или силу Fp прижатия накладки.

Устройство 19 преобразования заданного значения в усилие Fp (преобразователь заданного значения) может быть выполнено пневматическим, механическим, электрическим, гидравлическим или как комбинация этих средств приведения в действие. Через коэффициент трения между накладкой (тормозной накладкой) 17 и тормозным диском 18 (или тормозной колодкой и колесом) при вращающемся тормозном диске 18 вырабатывается момент Mv замедления или усилие Fv замедления.

Устройство 5 регулирования заданного значения считывает сигналы от датчика 14 и опционально от датчика 15.

Через известные геометрические соотношения через регулирование усилия Fv замедления или момент Mv замедления на тормозе также непосредственно осуществляется регулирование усилия замедления на колесе. Таким образом, замедление и тормозной путь в регулируемом диапазоне являются независимыми от коэффициента трения накладки.

Особенно предпочтительным образом для компенсации колебаний коэффициента трения максимально формируемая сила Fp прижатия накладки устанавливается на более чем 10% выше, чем максимальная сила прижатия накладки, требуемая при экстренном торможении при номинальных условиях коэффициента трения для эквивалентного замедления.

Ввиду требуемой надежности в случае экстренного торможения с помощью устройства 3 контроля в исполнительном элементе 7 производится контроль экстренного торможения.

В устройстве 3 контроля проверяется, реализуется ли экстренное торможение и соответствует ли последнее сохраненное заданное значение SB-Soll экстренного торможения фактическому значению Iv подлежащего регулированию усилия Fv замедления или подлежащего регулированию момента Mv замедления. Для этого устройство 3 контроля получает, наряду с заданным значением SB-Soll экстренного торможения или альтернативно наряду с по меньшей мере одним из корректирующих коэффициентов fK-Last, fK-H/N, fK-GB для образования заданного значения SB-Soll экстренного торможения, измеренные значения Iv (фактические значения момента Mv торможения или усилия Fv замедления) и опционально Ip (фактические значения силы Fp прижатия накладки) и опционально скорректированное по противоскольжению заданное значение SGLEIT от второго устройства 4 коррекции заданного значения.

В первом варианте осуществления устройство 3 контроля также получает от устройства 8 определения SB заданного значения уже вычисленное в устройстве 8 определения SB заданного значения заданное значение SB-Soll экстренного торможения.

В вышеуказанном альтернативном варианте осуществления, при котором устройство 3 контроля получает от устройства 8 определения SB заданного значения корректирующие коэффициенты fK-Last, fK-H/N, fK-GB, заданное значение SB-Soll экстренного торможения формируется самим устройством 3 контроля, а именно на основе корректирующего коэффициента fK-Last, и/или корректирующего коэффициента fK-H/N, и/или корректирующего коэффициента fK-GB и на основе характеристики SB-Grenz экстренного торможения.

Устройство 3 контроля сравнивает измеренное значение Iv, заданное значение SB-Soll экстренного торможения и скорректированное по противоскольжению заданное значение SGLEIT.

Иными словами, в соответствии с изобретением для тормозной системы рельсового транспортного средства предоставлен исполнительный элемент. Этот исполнительный элемент снабжен

- блоком 6 определения заданного значения и устройством 5 регулирования заданного значения,

- причем блок 6 определения заданного значения на выходе А1 предоставляет заданное значение SSoll или опционально скорректированное под воздействием редуцирующего сигнала RS устройства 10 регулирования противоскольжения скорректированное заданное значение SGleit подлежащего регулированию усилия Fv замедления или подлежащего регулированию момента Mv замедления и передает на вход Е1 устройства 5 регулирования заданного значения, и

- причем устройство 5 регулирования заданного значения регулирует переданное от блока 6 определения заданного значения заданное значение SSoll, опционально SGleit, до первого выходного заданного значения ASv1,

- блоком 12 возврата, который предоставляет заданное второе выходное заданное значение ASv2,

- устройством 19 преобразования заданного значения в усилие,

- устройством 13 переключения, которое в первом положении переключения соединяет выход А2.1 устройства 5 регулирования заданного значения с входом Е2 устройства 19 преобразования заданного значения в усилие, так что на входе Е2 устройства 19 преобразования заданного значения в усилие приложено первое выходное заданное значение ASv1, и которое во втором положении переключения соединяет выход А2.2 блока 12 возврата с входом Е2 устройства 19 преобразования заданного значения в усилие, так что на входе Е2 устройства 19 преобразования заданного значения в усилие приложено второе выходное заданное значение ASv2,

- причем устройство 19 преобразования заданного значения в усилие преобразует приложенное на его входе Е2 одно из обоих выходных заданных значений в фактическое значение Ip усилия Fp для торможения рельсового транспортного средства,

- средствами торможения в форме обозначенного в целом как 16 рычажного механизма с фиксатором прижатия, выполненной здесь как тормозная накладка 17 деталью прижатия и тормозным диском 18, которые преобразуют фактическое значение Ip усилия Fp в фактическое значение Iv подлежащего регулированию усилия Fv замедления или подлежащего регулированию момента Mv замедления,

- датчиком 14, который определяет фактическое значение Iv усилия Fv замедления или подлежащего регулированию момента Mv замедления и предоставляет на вход Е3 устройства 5 регулирования заданного значения,

- причем устройство 5 регулирования заданного значения устанавливает первое выходное заданное значение ASv1 таким образом, что определенное фактическое значение Iv соответствует заданному значению (Ssoll, опционально SGleit) переданному от блока 6 определения заданного значения на устройство регулирования заданного значения, и

- блоком контроля, который при экстренном торможении принимает от устройства определения SB заданного значения заданное значение SB-Soll экстренного торможения или по меньшей мере один корректирующий коэффициент (fK-Last, fK-H/N, fK-GB) для формирования заданного значения (SB-Soll) экстренного торможения и от датчика 14 - фактическое значение Iv и при недопустимом отклонении фактического значения Iv от заданного значения (SB-Soll) экстренного торможения выдает на устройство 13 переключения сигнал US1 переключения, который вызывает переключение устройства 13 переключения из его первого положения переключения в его второе положение переключения.

Кроме того, устройство 5 регулирования заданного значения при заданных недопустимых отклонениях фактического значения Iv от заданного значения SB-Soll экстренного торможения выдает на устройство 13 переключения дополнительный сигнал US2 переключения, который вызывает переключение устройства 13 переключения из его первого положения переключения в его второе положение переключения.

Подобное недопустимое отклонение присутствует, когда измеренное значение Iv отклоняется от заданного значения SB-Soll экстренного торможения за время dt на значение dMv; dFv.

Опционально также может быть предусмотрено, что недопустимое отклонение, приводящее к переключению, присутствует, если измеренное значение Iv отклоняется от заданного значения SGleit за время dt на значение dMv; dFv.

Сигнал US1 переключения, а также сигнал US2 переключения приводят в устройстве 13 переключения к тому, что устанавливается пассивное усилие экстренного торможения через устройство формирования заданного значения усилия блока возврата (плоскости возврата).

С помощью описанной выше для примера архитектуры могут выполняться требования про безопасности, благодаря чему создаются предпосылки для допуска к эксплуатации соответствующего изобретению рельсового транспортного средства с фрикционным тормозом, регулируемым с учитываемым усилием замедления.

Относительно требований к пассивной плоскости возврата в соответствии с изобретением предложено требуемое пассивное усилие экстренного торможения устанавливать посредством стендовых испытаний и проверять посредством статических испытаний на транспортном средстве. В соответствии с изобретением пассивное усилие экстренного торможения должно устанавливаться таким образом, что с его помощью достигается увеличенное эквивалентное (усредненное) усилие замедления или увеличенный эквивалентный (усредненный) момент замедления, чем с регулируемым тормозом. При необходимости, в зависимости от требований соответствующего органа допуска к эксплуатации и/или оператора к пассивной плоскости возврата, опционально еще предоставляются доказательства относительно пассивной плоскости возврата посредством тормозных испытаний.

На фиг.1 показаны границы сопряжения (интерфейсы) 21-27 исполнительного элемента 7. Однако в дополнение еще следует отметить, что на фиг.1 для лучшей наглядности представлены не все границы сопряжения между системой управления транспортным средством или системой управления торможением BS и исполнительным элементом 7. Здесь, в частности, следует упомянуть питающее напряжение, контур срабатывания тормоза или проводное соединение для электрического экстренного срабатывания.

Транспортное средство с тормозной системой, регулируемой с учитываемым усилием замедления, предоставляет, в числе прочего, следующие преимущества:

Оценка торможения и, тем самым, также допуск к эксплуатации могут осуществляться заметно проще и с повышенной безопасностью для режима движения, так как тормозные пути независимо от коэффициента трения накладки или колодки почти постоянны, то есть и при неблагоприятно высоких или низких коэффициентах трения накладок или колодок, например, обусловленных сыростью или температурой, будут поддерживаться требуемые тормозные пути.

Повышенная безопасность тормозного пути при повседневном использовании рельсового транспортного средства при различных рабочих условиях.

Возможность распознавания ненамеренного заедания или приложения тормоза.

Меньшие воздействия противоскольжения и меньшая опасность от выбоин за счет регулирования усилия замедления. Возрастающие в характеристике торможения коэффициенты трения накладок и колодок не приводят к повышенному усилию торможения на колесе и, тем самым, не приводят к повышенному потребному коэффициенту сцепления.

Эффективная защита от проскальзывания за счет высокой динамики и за счет непосредственного измерения усилия замедления или момента замедления.

Равномерное распределение энергии торможения на все тормоза контура управления и, тем самым, повышенный срок службы тормозного диска и тормозной накладки.

Определенная предвидимая нагрузка на колесную пару и, тем самым, повышенная надежность при выполнении колесных пар.

Более простая смена типа накладок возможна без настройки программного обеспечения или аппаратных средств тормозной системы.

Упрощенный допуск к эксплуатации рельсового транспортного средства при изменениях типа накладки или колодки.

Требования к характеристике коэффициента трения заметно ниже, так что затраты на разработку тормозных накладок и затраты на тормозные накладки могут снижаться. Разработка накладок может оптимизироваться по отношению к сроку службы накладок и сроку службы дисков и, тем самым, приводит к сокращению LCC затрат. Это справедливо, разумеется, также применительно к тормозным колодкам.

Перечень ссылочных позиций

1 устройство определения заданного значения

2 устройство коррекции заданного значения

3 устройство контроля

4 устройство коррекции заданного значения противоскольжения

5 устройство регулирования заданного значения

6 устройство определения заданного значения

7 исполнительный механизм (исполнительный элемент, устройство приведения в действие тормоза)

8 устройство определения SB заданного значения

9 устройство восприятия нагрузки

10 устройство регулирования противоскольжения

11 датчики числа оборотов колеса

12 блок возврата (плоскость возврата) с устройством формирования заданного значения усилия

13 устройство переключения для переключения на плоскость возврата

14 датчик (блок определения момента замедления, сенсорика моментов)

15 датчик (блок определения усилия (сенсорика усилий))

16 рычажный механизм с фиксатором прижимного элемента

17 прижимной элемент (тормозная накладка)

18 тормозной диск

19 устройство преобразования заданного значения в усилие (преобразователь заданного значения)

20 активирование экстренного торможения (например, контур экстренного торможения)

21-27 границы сопряжения исполнительного механизма

А1 выход блока определения заданного значения

Е1, Е2 входы устройства регулирования заданного значения

А2.1 выход устройства регулирования заданного значения

А2.2 выход блока возврата

Е2 вход устройства преобразования заданного значения в усилие

1. Исполнительный элемент (7) для тормозной системы рельсового транспортного средства, содержащий
- блок (6) определения заданного значения и устройство (5) регулирования заданного значения,
- причем блок (6) определения заданного значения на выходе (А1) предоставляет заданное значение (SSoll) или скорректированное под воздействием редуцирующего сигнала (RS) устройства (10) регулирования противоскольжения заданное значение (SGleit) подлежащего регулированию усилия (Fv) замедления или подлежащего регулированию момента (Mv) замедления и передает на вход (Е1) устройства (5) регулирования заданного значения, и
- причем устройство (5) регулирования заданного значения регулирует переданное от блока (6) определения заданного значения заданное значение (SSoll; SGleit) до первого выходного заданного значения (ASv1),
- блок (12) возврата, который предоставляет предварительно заданное второе выходное заданное значение (ASv2),
- устройство (19) преобразования заданного значения в усилие,
- устройство (13) переключения, которое в первом положении переключения соединяет выход (А2.1) устройства (5) регулирования заданного значения с входом (Е2) устройства (19) преобразования заданного значения в усилие, так что на входе (Е2) устройства (19) преобразования заданного значения в усилие приложено первое выходное заданное значение (ASv1), и которое во втором положении
переключения соединяет выход (А2.2) блока (12) возврата с входом (Е2) устройства (19) преобразования заданного значения в усилие, так что на входе (Е2) устройства (19) преобразования заданного значения в усилие приложено второе выходное заданное значение (ASv2),
- причем устройство (19) преобразования заданного значения в усилие преобразует приложенное на его входе (Е2) одно из обоих выходных заданных значений в фактическое значение (Ip) усилия (Fp) для торможения рельсового транспортного средства,
- средства (16, 17, 18) торможения, которые преобразуют фактическое значение (Ip) усилия (Fp) в фактическое значение (Iv) подлежащего регулированию усилия (Fv) замедления или подлежащего регулированию момента (Mv) замедления,
- датчик (14), который определяет фактическое значение (Iv) подлежащего регулированию усилия (Fv) замедления или подлежащего регулированию момента (Mv) замедления и предоставляет на вход (Е3) устройства (5) регулирования заданного значения,
- причем устройство (5) регулирования заданного значения устанавливает первое выходное заданное значение (ASv1) таким образом, что определенное фактическое значение (Iv) соответствует заданному значению (Ssoll; SGleit), переданному от блока (6) определения заданного значения на устройство (5) регулирования заданного значения, и
- блок (3) контроля, который при экстренном торможении принимает от устройства (8) определения заданного значения экстренного торможения заданное значение (SВ-Soll) экстренного торможения или по меньшей мере один корректирующий коэффициент
(fK-Last, fK-H/N, fK-GB) для формирования заданного значения (SВ-Soll) экстренного торможения и от датчика (14) - фактическое значение (Iv) и при недопустимом отклонении фактического значения (Iv) от заданного значения (SВ-Soll) экстренного торможения выдает на устройство (13) переключения сигнал (US1) переключения, который вызывает переключение устройства (13) переключения из его первого положения переключения в его второе положение переключения.

2. Исполнительный элемент (7) по п. 1, отличающийся тем, что
устройство (5) регулирования заданного значения при недопустимых отклонениях фактического значения (Iv) от заданного значения (SВ-Soll) экстренного торможения также выдает на устройство (13) переключения дополнительный сигнал (US2) переключения, который вызывает переключение устройства (13) переключения из его первого положения переключения в его второе положение переключения.

3. Исполнительный элемент (7) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что
предоставленное от блока (12) возврата предварительно заданное второе выходное заданное значение (ASv2) так задано, что при номинальных условиях коэффициента трения во втором положении переключения устройства (13) переключения достигается более высокое эквивалентное усилие замедления, чем в первом положении переключения.

4. Тормозная система для торможения рельсового транспортного средства с исполнительным элементом (7), выполненным в своей совокупности с возможностью монтажа на поворотной тележке рельсового транспортного средства, отличающаяся тем, что исполнительный элемент (7) выполнен согласно любому из пп. 1-3.

5. Рельсовое транспортное средство с несколькими вагонами, которые связаны между собой для получения системы транспортных средств, причем каждый вагон располагает по меньшей мере одной поворотной тележкой, отличающееся тормозной системой по п. 4.