專利名稱：軌道車輛的具有對摩擦條件的波動進行補償的制動設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的軌道車輛的制動設備，制動設備具有至少一個對應于車輪或輪對的制動執行機構，制動執行機構包括至少一個制動盤和至少一個和該制動盤共同作用的制動摩擦襯片，用于根據制動要求產生制動力，本發明還涉及一種根據權利要求4的前序部分所述的用于控制這種制動設備的方法。
背景技術：
這種類型的制動設備或這種類型的方法例如由DE10M5207C1所公開。在這種制動設備中，在車輪或輪對和軌道之間或在制動盤和所對應的制動摩擦襯片之間的摩擦條件取決于天氣、環境溫度、磨損狀態和負載分布部分顯著地波動。此外該摩擦條件根據軌道車輛或由軌道車輛組成的列車也不是固定的。為了限制摩擦條件在可產生或可傳遞的制動力方面的影響，特別在制動摩擦襯片中對于形狀-和尺寸穩定性、材料成分、剛度等等預先規定了較小的公差，這相應地帶來了較高的成本。
發明內容
因此與此相比，本發明的目的在于，對開頭提到的類型的制動設備或用于控制制動設備的方法這樣進一步改進，即制動設備實現了較少的制造-和維護成本。該目的根據本發明通過權利要求1和權利要求4所述的特征來實現。本發明提出至少一個傳感器裝置，用于測量至少一個變量、如輪旋轉速度、輪周加速度、制動力、制動力矩或制動壓力的時間曲線，該變量代表在對應于制動執行機構的車輪或輪對和軌道之間和/或在對應于制動執行機構的制動盤和至少一個制動摩擦襯片之間的摩擦條件的波動，和用于將取決于測量的變量的信號發送給控制裝置進行控制，該控制裝置這樣設計，即控制裝置取決于測量的變量的時間曲線與變量的預定的或期望的時間曲線之間的偏差來調整由制動執行機構產生的制動力。換而言之，應對一定程度的在車輪或輪對和軌道和/或在制動盤和制動摩擦襯片之間的摩擦條件的波動確定公差，但從一個極限值(允許的偏差)起通過調整制動力或制動力矩來進行補償。在軌道車輛中，在被制動的軸上，在車輪或輪對和軌道和/或在制動盤和制動摩擦襯片之間的摩擦條件的波動反饋地作用于由相關的或對應的制動執行機構產生的制動力的時間曲線。因此優選地，考慮在制動盤的圓周方向上的制動力或制動力矩作為代表在車輪或輪對和軌道之間和/或在制動盤和制動摩擦襯片之間的摩擦條件的波動的變量，將其作為時間信號測量并且然后借助于控制裝置進行評估。在制動要求不變時，在制動執行機構上的制動力或制動力矩與變量的所期望的時間曲線的偏差或波動預示了在對應的車輪或輪對和軌道之間和/或在所對應的制動盤和制動摩擦襯片之間的摩擦條件的波動。傳感器裝置因此優選地設計用于測量在制動執行機構上的制動力或制動力矩，并且控制裝置設計用于取決于測量的制動力的時間曲線與制動力的預定的時間曲線之間的偏差來調整由制動執行機構產生的制動力。替代制動力當然也可以監測制動力矩。然而除了代表在對應于制動執行機構的車輪或輪對和軌道之間和/或在所對應的制動盤和制動摩擦襯片之間的摩擦條件的波動的變量，對其時間曲線進行測量和比較， 然而也可以考慮其它的變量，摩擦條件的波動影響這些變量，或通過這些變量可以測量或識別摩擦條件的波動。在軌道車輛或在由單個的軌道車輛一起組成的列車中，例如也可以考慮在單個的軌道車輛之間的力(縱向牽引力)。將在提出制動要求時將在制動執行機構上的制動盤或制動力矩的圓周方向上的制動力作為代表在所對應的車輪或輪對和軌道之間和/或在所對應的制動盤和制動摩擦襯片之間的摩擦條件的波動的變量的這種應用所具有的優點是，軌道車輛的制動設備大多數情況下總是配備有制動力調節裝置和進而配備有相應的傳感器，如在DE10M5207C1中說明的。然后可以將在制動執行機構上的制動力和/或制動力矩的總是測量的時間曲線同時作為代表性的變量或者作為對于出現在車輪或輪對和軌道之間和/或在制動盤和制動摩擦襯片之間的摩擦條件的波動的標準，考慮作為摩擦條件的波動的標準，而無需附加的傳感器。通過在提出制動要求時取決于摩擦條件的測量的波動對制動力的調整，然后制動摩擦襯片的壓力在制動盤上發生變化或作用在車輪圓周上的或作用在其上的制動力發生變化。特別優選地，制動力相對于符合各個制動要求之一的額定制動力略微提高，以便通過在相關的制動執行機構處的提高的制動力對不利的摩擦條件、例如過低的通過環境條件引起的、在車輪和軌道之間和/或在制動盤和制動摩擦襯片之間的摩擦值進行補償。通過在從屬權利要求中采取的措施可以實現對于在獨立權利要求中得到的本發明的有利的改進方案和改善。特別優選地，制動設備包括多個制動執行機構，其中控制裝置這樣設計，S卩如果在一個制動執行機構中，測量的變量的時間曲線與變量的預定的或期望的時間曲線之間的偏差大于允許的偏差，則控制裝置增大在一個制動執行機構中的制動力并且為了進行補償而這樣減小由另一個制動執行機構產生的制動力，即制動執行機構的以這種方式獲得的實際制動力的總和相應于符合制動要求的額定總制動力，在另一個制動執行機構中，測量的變量的時間曲線與變量的預定的或期望的時間曲線之間的偏差小于允許的偏差。因此在此情況下，制動力或制動力矩相對于在制動執行機構上的制動要求的升高并不導致制動力過大，該制動執行機構具有在對應的車輪或輪對和軌道之間和/或在對應的制動盤和制動摩擦襯片之間的摩擦條件的不利的或不再能確定公差的波動，這是因為然后通過至少另一個制動執行機構產生了相對于制動要求這樣減小的制動力或這樣減小的制動力矩，即總制動力或總制動力矩相應于額定總制動力或額定總制動力矩，在該另一個制動執行機構中，在對應的車輪或輪對和軌道之間和/或在對應的制動盤和制動摩擦襯片之間的摩擦條件的波動不存在或能確定公差。這樣產生的制動力矩的總和在不同的制動執行機構上因此保持不變。由下面的對一個實施例的描述更詳細地進行說明。
以下在附圖中示出并且在下面的說明中更詳細地說明本發明的一個實施例。圖中示出圖1是根據本發明的一個優選的實施方式的軌道車輛的盤式制動器裝置的示意性側視圖；圖2是制動力-或制動力矩調整的流程圖，用于根據本發明的一個優選的實施方式對在車輪或輪對和軌道之間或在制動盤和制動摩擦襯片之間的摩擦條件的波動進行補
具體實施例方式在圖1中示出了根據本發明的一個優選的實施方式的軌道車輛的盤式制動器1， 如其原則上例如也由DE10M5207C1已知的那樣并且在下面因此僅僅簡略地描述。盤式制動器1包含作為制動執行機構或制動壓緊裝置的制動鉗單元2，其具有運轉制動單元和在此未示出的儲能制動單元。制動鉗單元2包括制動盤4，其和例如兩個制動摩擦襯片6以已知方式共同作用，在圖1的側視圖中僅能看到這兩個制動摩擦襯片中的一個。制動鉗單元2優選地氣動操縱，用于產生根據制動要求的、在制動盤4的圓周方向上起作用的制動力iV可替換地，制動鉗單元2當然也可能以另外方式以壓力介質操縱，例如液壓地或電地操縱。由于制動鉗單元2通過支架8支撐在軌道車輛的這里未示出的轉向架上，因此在支架8上，反作用力矩Ma或反作用力Fai，Fa2作用在轉向架上的支架8的彼此間隔開的固定位置上，該反作用力矩或反作用力可借助于測量力的傳感器裝置、例如在支架8和轉向架之間的相應連接部件上的應變儀來測量。軌道車輛優選地包括多個轉向架，這些轉向架分別帶有多個這樣的制動執行機構或制動鉗單元2，從而測量了由這樣的制動鉗單元2中的至少一些制動鉗單元產生的制動力并且可以在這里未示出的控制裝置中評估該制動力。在圖1中代表性地示出了軌道車輛的例如相同構造的制動鉗單元2中的僅僅一個。特別地，對應于制動鉗單元2的傳感器裝置用于，測量至少一個變量、如輪旋轉速度，輪周加速度、制動力、制動力矩或制動壓力的時間曲線，該變量代表在車輪和軌道之間和/或在制動盤4和制動摩擦襯片6之間的摩擦條件的波動，和用于將取決于測量的時間曲線的信號發送給控制裝置進行控制，這樣設計該控制裝置，即控制裝置取決于測量的變量的時間曲線與變量的預定的或期望的時間曲線之間的偏差來調整由對應于車輪或輪對和/或制動盤和制動摩擦襯片的制動鉗單元2產生的制動力。作為這樣的值例如考慮了輪旋轉速度、輪周加速度、制動力、制動力矩Ma或在氣動操縱的制動鉗單元中的制動壓力。在電操縱的制動鉗單元2中，變量例如也可能是工作電流。優選地，將在制動盤4的圓周方向上的制動力或在提出制動要求期間的制動鉗單元2的制動力矩Ma考慮為代表在對應于制動鉗單元2的車輪或對應于制動鉗單元2的輪對和軌道之間和/或在對應于制動鉗單元2的制動盤4和對應于制動鉗單元2的制動摩擦襯片6之間的摩擦條件的波動的變量，作為時間信號或在特定的預定時間段中的時間曲線進行測量并且然后借助于控制裝置(制動控制裝置)進行評估。換而言之，在此情況下測量制動力或制動力矩或相關的變量的時間曲線，并且然后取決于測量的制動力的時間曲線與制動力的預定的或期望的時間曲線之間的偏差來調整由對應的制動鉗單元2產生的制動力或制動力矩。當然，替代制動力也可以監測制動力矩。替代僅僅一個變量也可以并行地監測多個變量，這些變量代表在車輪或輪對和軌道之間和/或在制動盤4和制動摩擦襯片6之間的摩擦條件的波動并且對應于相關的制動鉗單元2。在制動要求不變時，測量的制動力或制動力矩Ma在時間曲線中的改變或波動、或與期望的時間曲線的偏差預示了在對應于相關的制動鉗單元2的車輪或輪對和軌道之間和/或在相關的制動鉗單元2上的制動盤4和制動摩擦襯片6之間的摩擦條件的波動。如由圖2最佳表明的那樣，因此測量在制動鉗單元2上的制動力或制動力矩Ma(力矩檢測)的時間曲線，其中控制裝置(制動控制器)取決于制動力矩Ma的測量的、可能通過在對應的車輪或輪對和軌道之間和/或在對應的制動盤4和制動摩擦襯片6之間的摩擦條件的波動而影響的時間曲線與在制動鉗單元2上的制動力矩(制動要求)的預定的或期望的時間曲線的偏差，例如借助于對于優選為氣動操縱的制動鉗單元2的制動壓力設定值來調整由相關的制動鉗單元2產生的制動力矩Ma。然后在對應的車輪和軌道之間和/或在制動盤4和制動摩擦襯片6之間的波動的摩擦特性作為干擾性變量影響了制動鉗單元2的制動機械裝置。在實踐中，軌道車輛的制動設備優選地包括多個制動執行機構或制動鉗單元2，其中控制裝置然后這樣優選地設計，即如果在一個制動鉗單元2中，測量的時間曲線(優選的是制動力矩的測量的時間曲線)與預定的或期望的時間曲線之間的偏差大于允許的偏差 (也就是說在該一個制動鉗單元2上出現摩擦特性的不能確定公差的波動)，則控制裝置增大在該制動鉗單元2中的制動力或制動力矩，并且為了進行補償而這樣減小通過另一個制動鉗單元2產生的制動力或產生的制動力矩，即全部或至少幾個制動鉗單元2的以這種方式獲得的實際制動力或實際制動力矩相應于符合制動要求的額定總制動力或符合制動要求的額定總制動力矩，在該另一個制動鉗單元中，測量的時間曲線與預定的或期望的時間曲線之間的偏差小于允許的偏差(也就是說在該另一個制動鉗單元2上出現摩擦特性的能確定公差的波動)。在這種情況下，在一個制動鉗單元2上的制動力或制動力矩相對于制動要求基于在所對應的車輪或輪對和軌道之間和/或在所對應的制動盤4和所對應的制動摩擦襯片6 之間的干擾的或不能確定公差的波動的升高，例如并不導致軌道車輛制動力過大，這是因為在另一個制動執行機構中，在所對應的車輪或輪對和軌道之間和/或在所對應的制動盤 4和所對應的制動摩擦襯片6之間不出現波動或出現能確定公差的波動，然后通過該至少另一個制動鉗單元2產生了相對于制動要求這樣減小的制動力或這樣減小的制動力矩，即總制動力或總制動力矩相應于額定總制動力或額定總制動力矩。參考標號表1制動設備2制動鉗單元4 制動盤6制動摩擦襯片8 支架
權利要求
1.一種軌道車輛的制動設備(1)，所述制動設備具有至少一個對應于車輪或輪對的制動執行機構O)，所述制動執行機構包括至少一個制動盤(4)和至少一個和所述制動盤共同作用的制動摩擦襯片(6)，用于根據制動要求產生制動力，其特征在于，設有至少一個傳感器裝置，用于測量至少一個變量、如輪旋轉速度、輪周加速度、制動力、制動力矩或制動壓力的時間曲線，所述變量代表在對應于所述制動執行機構O)的所述車輪或所述輪對和軌道之間和/或在對應于所述制動執行機構⑵的所述制動盤⑷和至少一個制動摩擦襯片 (6)之間的摩擦條件的波動，和用于將取決于所述測量的變量的信號發送給控制裝置進行控制，所述控制裝置這樣設計，即所述控制裝置取決于所述測量的變量的所述時間曲線與所述變量的預定的或期望的時間曲線之間的偏差來調整由所述制動執行機構( 產生的制動力。
2.根據權利要求2所述的制動設備，其特征在于，所述制動設備包括多個制動執行機構(2)并且所述控制裝置這樣設計，即如果在一個制動執行機構O)中，所述測量的變量的所述時間曲線與所述變量的所述預定的或期望的時間曲線之間的偏差大于允許的偏差， 則所述控制裝置增大在所述一個制動執行機構O)中的制動力并且為了進行補償而這樣減小由另一個制動執行機構(2)產生的制動力，即所述制動執行機構O)的以這種方式獲得的實際制動力的總和相應于符合制動要求的額定總制動力，在所述另一個制動執行機構中，所述測量的變量的所述時間曲線與所述變量的所述預定的或期望的時間曲線之間的偏差小于允許的偏差。
3.根據權利要求1或2所述的制動設備，其特征在于，代表在所述車輪或所述輪對和所述軌道之間和/或在所述制動盤(4)和所述制動摩擦襯片(6)之間的所述摩擦條件的波動的所述變量是由所對應的所述制動執行機構( 產生的制動力或由所對應的所述制動執行機構(2)產生的制動力矩。
4.一種用于控制軌道車輛的制動設備(1)的方法，所述制動設備具有至少一個對應于車輪或輪對的制動執行機構O)，所述制動執行機構包括至少一個制動盤(4)和至少一個和所述制動盤共同作用的制動摩擦襯片(6)，用于根據制動要求產生制動力，其特征在于a)測量至少一個變量、如輪旋轉速度，輪周加速度、制動力、制動力矩或制動壓力的時間曲線，所述變量代表在對應于所述制動執行機構O)的所述車輪或所述輪對和軌道之間和/或在所對應的所述制動盤⑷和至少一個制動摩擦襯片(6)之間的摩擦條件的波動，b)取決于所述測量的變量的所述時間曲線與所述變量的預定的或期望的時間曲線之間的偏差來調整由所述制動執行機構( 產生的制動力。
5.根據權利要求5所述的用于控制包括多個制動執行機構O)的制動設備(1)的方法，其特征在于，如果在所述制動執行機構O)中，所述測量的變量的所述時間曲線與所述變量的預定的或期望的時間曲線之間的偏差大于允許的偏差，則增大在所述一個制動執行機構(2)中的制動力并且為了進行補償使得由另一個制動執行機構(2)產生的制動力這樣降低，即所述制動執行機構O)的以這種方式獲得的實際制動力的總和相應于符合制動要求的額定總制動力，在所述另一個制動執行機構中，所述測量的變量的所述時間曲線與所述變量的所述預定的或期望的時間曲線之間的偏差小于允許的偏差。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在于，代表在所述車輪或所述輪對和所述軌道之間和/或在所述制動盤(4)和所述制動摩擦襯片(6)之間的所述摩擦條件的波動的所述變量是由所述制動執行機構( 產生的制動力或制動力矩。
全文摘要
本發明涉及一種軌道車輛的制動設備(1)，具有至少一個制動執行機構(2)，該制動執行機構包括至少一個制動盤(4)和至少一個和該制動盤共同作用的制動摩擦襯片(6)，用于根據制動要求產生制動力。本發明提出至少一個傳感器裝置，用于測量至少一個變量、如輪旋轉速度、輪周加速度、制動力、制動力矩或制動壓力的時間曲線，該變量代表在對應于制動執行機構(2)的車輪或輪對和軌道之間和/或在對應于制動執行機構(2)的制動盤(4)和至少一個制動摩擦襯片(6)之間的摩擦條件的波動，和用于將取決于測量的變量的信號發送給控制裝置進行控制，該控制裝置這樣設計，即控制裝置取決于測量的變量的時間曲線與變量的預定的或期望的時間曲線之間的偏差來調整由制動執行機構(2)產生的制動力。
文檔編號B60T8/52GK102256847SQ200980151066
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月11日 優先權日2008年12月19日
發明者馬爾科·諾克 申請人:克諾爾-布里姆斯軌道車輛系統有限公司