DE102024203810A1

DE102024203810A1 - Verfahren zum Durchführen einer erweiterten Bremsprobe in einem Fahrzeugverband spurgeführter Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102024203810A1
Application number: DE102024203810.5A
Authority: DE
Inventors: Holger Leitel
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2024-02-29
Filing date: 2024-04-24
Publication date: 2025-09-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Bremsprobe in einem Fahrzeugverband spurgeführter Fahrzeuge, bei dem in jedem Fahrzeug mit einem Sensor ein den Bremszustand beschreibender Messwert erzeugt wird und dieser rechnergestützt mit mindestens einem vorgegebenen Referenzwert verglichen wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Zeitbedarf zum Anlegen der Bremsen in jedem Fahrzeug des Fahrzeugverbandes gemessen wird, indem die Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt einer Anlegeanforderung zum Anlegen der Bremsen und einem Zeitpunkt des Erreichens eines anlegebezogenen Referenzwertes ermittelt wird und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der Zeitbedarf zum Anlegen der Bremsen einen vorgegebenen anlegebezogenen Maximalwert überschreitet, und/oder dass die der Zeitbedarf bis zum Lösen der Bremsen in jedem Fahrzeug des Fahrzeugverbandes gemessen wird, indem die Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt einer Löseanforderung zum Lösen der Bremsen und einem Zeitpunkt des Erreichens eines lösebezogenen Referenzwertes ermittelt wird und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der Zeitbedarf zum Lösen der Bremsen einen vorgegebenen lösebezogenen Maximalwert überschreitet. Weiterhin betrifft die Erfindung ein zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignetes Fahrzeug sowie Computerprogramm. Vorteilhaft kann während des Betriebs mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Degradation des Bremssystems des Fahrzeugverbandes festgestellt werden und für den Fall, dass betriebliche Risiken entstehen, flexibel ein Wartungserfordernis angezeigt werden.

Description

Technisches Gebiet
Von der Erfindung ist ein Verfahren zum Durchführen einer Bremsprobe in einem Fahrzeugverband spurgeführter Fahrzeuge, umfasst. Ferner ist von der Erfindung ein Fahrzeug, welches mit anderen Fahrzeugen zu einem spurgeführten Fahrzeugverband kuppelbar ist, umfasst. Ferner ist von der Erfindung ein Computerprogrammprodukt, enthaltend Programmbefehle, umfasst. Ferner ist von der Erfindung ein Computerlesbares Speichermedium, enthaltend Daten, umfasst.
Technischer Hintergrund
Die Bremsen von Güterwagen werden üblicherweise von einem Bremssteuerventil angesprochen, das die Bremsanforderung über die Hauptluftleitung des Güterzuges in einen geeigneten Bremsdruck umsetzt. Dieser wird dann über einen Bremszylinder in eine mechanische Bewegung umgesetzt, die über ein mehr oder weniger aufwändiges Gestänge an die Bremsbeläge übertragen wird, um die Bremsbeläge an die Radreifen (oder abhängig von der Bauart auch die Bremsscheiben) zu drücken (anlegen) oder davon abzuheben (lösen).
Zur Sicherstellung der Bremsfähigkeit eines Wagens sind aus Sicherheitsgründen heute mehrere manuelle Prüfungen vorgeschrieben. In Europa wird beispielsweise nach der Zusammenstellung eines neuen Zuges vor dem erstens Fahrtantritt eine sogenannte Bremsprobe durchgeführt. Bei dieser Bremsprobe wird manuell geprüft, ob sich die Bremse auf Befehl des Bremsprobenberechtigten anlegen und lösen lassen.

Weiterhin wird nach festgesetzten Tätigkeiten oder Fristen auch im Verlauf der Reise des Zuges eine detaillierte Inspektion der Bremsen durchgeführt. Der Instandhaltungsleitfaden Bremsen und Druckluftbehälter bei den NE-Bahnen - IBD-NE sieht zum Beispiel derzeit folgende vier Arten von Bremsrevisionen vor:

Bremsrevision	Turnus	Arbeitsumfang
Br 0	bei Bedarf	Funktions- und Dichtheitsprüfung. Eine Br 0 ist auszuführen, nachdem beiArbeiten am Fahrzeug die Bremsanlage berührt wurde, zum Beispiel durchAbheben des Wagenkastens, Radsatzbearbeitung oder Austausch vonBremsbauteilen.
Br 1	1 Jahr nach der letzten Br 1, 2oder 3bei Güterwagen alle 2 Jahre	Besichtigung auf Zustand und einwandfreies Wirken, ggfs. Bedarfsinstandsetzung
Br 2	4 Jahre nach letzter Br 2 oder 3bei Güterwagen im Wechsel mitBr 3 anlässlichHauptuntersuchung	Besichtigung auf Zustand und einwandfreies Wirken, dabei auch Besichtigung derDruckluftbehälter und teilweise Zerlegung der Bremsanlage
Br 3	bei der Hauptuntersuchung desFahrzeugs	Bremsgestänge zerlegen, Bremsbauteile aufarbeiten oder tauschen,Sicherheitsventile prüfen, Leitungen ausblasen, Druckbehälter prüfen.

Bei der Degradation der Bremse verändert sich das zeitliche Ansprech- und Löseverhalten der Bremse durch Verschleiß oder Schmutzanlagerungen. Das Vorliegen einer Degradation lässt sich bislang nur in einer BR1 bis BR3 feststellen. Während die grundsätzliche Funktionalität der Bremse relativ einfach während der Bremsprobe geprüft werden kann, muss der Wagen für die Feststellung einer Degradation der Bremse ausgestellt und in eine Werkstatt gebracht werden, um dort die erforderlichen Bremsrevisionen BR1 bis BR3 durchzuführen. Dabei wird durch Einspeisen von Prüfdrücken in die Hauptluftleitung und T-Druckleitung und Messen des Druckverlaufs im Bremszylinder das zeitliche Verhalten des Bremszylinders überprüft. Allerdings sind Degradationen von Bremsen, die innerhalb von festgelegten Intervallen zur Prüfung auftreten, häufig die Ursache für teure Folgeschäden im Betrieb (z.B. Flachstellen an Rädern wegen zu langsamem Lösens). Darauf mit einer Verkürzung der Intervalle zu reagieren, wäre allerdings unwirtschaftlich.
Für die Automatisierung der Bremsprobe werden in der DE 10 2021 203 122 A1 und in der nicht veröffentlichten europäischen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 24151621.0 Systeme beschrieben, die vor dem erstmaligen Losfahren eines neu gebildeten Zuges bei der dafür vorgeschriebenen Bremsprobe den Bremszustand (üblicherweise jeweils bei anliegender und gelöster Bremse) eines jeden Fahrzeugs des Fahrzeugverbandes ermitteln und an ein zentrales Gerät übermitteln können. Dabei wird von Sensoren am Fahrzeug ein tatsächlicher Bremszustand ermittelt und mit einer technisch bedingten Latenzzeit an das Gerät übertragen.
Aus dem erläuterten Stand der Technik ergibt sich das Problem, das im fortschreitenden Betrieb der Bremse eines Fahrzeuges eine verschleißbedingte fortschreitende Einschränkung nicht festgestellt werden kann. Die Degradation ist zwar bis zu einem bestimmten Grad hinnehmbar, solange sie die Grundfunktion der Bremse nicht in sicherheitsrelevanter Weise beeinflusst. Die Grundfunktion der Bremse besteht darin, dass diese sich anlegen lässt und eine Bremsung des Fahrzeugs in diesem Zustand gewährleistet und dass diese sich auch wieder lösen lässt. Des Weiteren muss die Wahrscheinlichkeit eines Versagens der Bremse im Rahmen der definierten Sicherheitsanforderungen genügend gering sein. Um diesbezüglich die geforderte Sicherheit zu erfüllen, werden die oben beschriebenen Bremsprüfungen durchgeführt, die jedoch mit Ausfallzeiten der betreffenden Fahrzeuge verbunden sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die beschriebenen Probleme im Stand der Technik zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe, dass ein Verfahren zum Durchführen einer Bremsprobe in einem Fahrzeugverband spurgeführter Fahrzeuge, ein Fahrzeug zur Durchführung eines solchen Verfahrens, ein Computerprogrammprodukt, enthaltend Programmbefehle, und ein computerlesbares Speichermedium anzugeben, mit dem erforderliche Wartungsmaßnahmen für die Bremsen, die mit Ausfallzeiten der betreffenden Fahrzeuge verbunden sind, vermieden werden.
Beschrieben wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Durchführen einer Bremsprobe in einem Fahrzeugverband spurgeführter Fahrzeuge (typischerweise besteht der Fahrzeugverband aus einer Vielzahl von Wagen, insbesondere Güterwagen, gezogen durch mindestens eine Lokomotive, wobei sowohl die Lokomotive als auch die Wagen Fahrzeuge im Sinne dieser Erfindungsbeschreibung darstellen), bei dem in jedem Fahrzeug mit mindestens einem Sensor ein den Bremszustand (beispielsweise die Stellung der Bremse) beschreibender Messwert erzeugt wird und dieser rechnergestützt mit mindestens einem vorgegebenen Referenzwert verglichen wird.
Messwerte, die einen Bremszustand beschreiben und mittels eines Sensors in dem betreffenden Fahrzeug ermittelt werden können, können unterschiedliche Eigenschaften haben. Beispielsweise können Stellwinkel in einer Bremsmechanik der Bremse ermittelt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, lineare Bewegungen in der Bremsmechanik zu messen. Dabei ist vorauszusetzen, dass die Kinemathek der Bremsmechanik in Bezug auf ein Anlegen und Lösen der Bremsen bekannt ist, sodass aufgrund der Messwerte auf bestimmte Bremszustände geschlossen werden kann. Insbesondere kann ein vollständig gelöster Zustand der Bremse sowie ein anliegender Zustand der Bremse ermittelt werden. Zu diesem Zweck wird der jeweils erzeugte Messwert mit mindestens einem vorgegebenen Referenzwert verglichen. Dieser Referenzwert beschreibt mit anderen Worten gerade den zu erwartenden Messwert bei dem nachzuweisen Zustand der Bremse. Vorzugsweise kommt für den gelösten Zustand der Bremse ein lösebezogener Referenzwert und/oder für den angelegten Zustand der Bremse ein anlegebezogener Referenzwert zum Einsatz.
Optional kann für den zu überprüfenden Referenzwert ein Toleranzbereich festgelegt werden. In diesem Falle würde geprüft, ob der betreffende Messwert in dem für den Referenzwert festgelegten Toleranzbereich liegt und für den Fall, dass das Prüfen positiv ausfällt, ein Prüfergebnis generiert werden, dass der Messwert den Referenzwert erreicht hat. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Insbesondere, wenn es darum geht, den Referenzwert zu erreichen, findet normalerweise eine Annäherung des Messwertes an den Referenzwert von einer Seite statt (beispielsweise das Annähern an den anlegebezogenen Referenzwert beim Anlegen der Bremse sowie das Annähern an den lösebezogenen Referenzwert beim Lösen der Bremse). Ein nicht Erreichen des betreffenden Referenzwertes würde somit auf einen vorliegenden Fehler hindeuten.
Zur Vermeidung von Missverständnissen sei an dieser Stelle angemerkt, dass einzelne Anspruchsmerkmale mit kleinen lateinischen Buchstaben durchnummeriert werden, ohne dass dabei Rücksicht auf die Anspruchsnummerierung genommen wird. Dies bedeutet, dass jeder Buchstabe im gesamten Anspruchssatz nur einmal vorkommt, was eine eindeutige Adressierung der betreffenden Anspruchsmerkmale ohne Nennung der Anspruchsnummer ermöglicht. Deswegen kommt der Reihenfolge der Buchstaben jedoch keine Bedeutung zu.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass

a) der Zeitbedarf zum Anlegen der Bremsen in jedem Fahrzeug des Fahrzeugverbandes gemessen wird, indem die Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt einer Anlegeanforderung (die Anlegeanforderung kann beispielsweise signaltechnisch aus einem Bremsbefehl oder auch mechanisch aus einer Druckabsenkung in der Bremssteuerleitung (HL) bestehen) zum Anlegen der Bremsen und einem Zeitpunkt des Erreichens eines anlegebezogenen Referenzwertes (zum Beispiel Stellung der Bremse bei angelegten Bremsbelägen) ermittelt wird,
b) ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der Zeitbedarf zum Anlegen der Bremsen einen vorgegebenen anlegebezogenen Maximalwert überschreitet, und/oder dass
c) der Zeitbedarf bis zum Lösen der Bremsen in jedem Fahrzeug des Fahrzeugverbandes gemessen wird, indem die Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt einer Löseanforderung (die Löseanforderung kann beispielsweise signaltechnisch aus einem Lösebefehl oder auch mechanisch aus einem Druckanstieg in der Bremssteuerleitung (HL) bestehen) zum Lösen der Bremsen und einem Zeitpunkt des Erreichens eines lösebezogenen Referenzwertes (zum Beispiel Stellung der Bremse bei gelösten oder zumindest nicht anliegenden Bremsbelägen, insbesondere in einer konstruktiv vorgesehenen Lösestellung der Bremse) ermittelt wird,
d) ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der Zeitbedarf zum Lösen der Bremsen einen vorgegebenen lösebezogenen Maximalwert überschreitet.

Um in der oben dargestellten Weise einen Zeitbedarf ermitteln zu können, kann der Messwert bei einer Ausführung wiederholt oder kontinuierlich erzeugt werden. So ist sichergestellt, dass der Zeitpunkt, an dem der Messwert den lösebezogenen oder anlegebezogenen Referenzwert erreicht, festgestellt werden kann. Bei wiederholt erzeugten Messwerten hängt dabei die Genauigkeit bei der Ermittlung des Zeitbedarfs von der Taktzeit bei der Wiederholung der einzelnen Messschritte zur Generierung des Messwerts ab. Nach einer anderen Ausführung kann auch ein Druckschalter zum Einsatz kommen, der in Abhängigkeit eines anliegenden Druckes ein bzw. ausschaltet. Das Schalten können vorzugsweise mechanisch ausgelöst werden. Es erfolgt immer dann, wenn ein vorgegebener Schaltdruck überschritten oder unterschritten wird.
Aus dem Zeitbedarf für das Anlegen und Lösen der Bremse lässt sich auf einen Zustand der Bremse schließen. Dabei besteht die Beziehung, dass sowohl das Lösen als auch das Anlegen der Bremsen bei fortschreitender Degradation des Bremssystems der Fahrzeuge in dem Fahrzeugverband länger dauert, da der Verschleiß in Bremssystem typischerweise bei Betätigung zu erhöhten Widerständen und/oder Reibungsverlusten in der Bremsmechanik führt. Damit wird es möglich, je einen Maximalwert vorzugeben, der durch den erforderlichen Zeitbedarf für das Anlegen und/oder Lösen der Bremsen nicht überschritten werden soll, da ein Überschreiten mit einer Degradation des Bremssystems verbunden ist, die seitens des Betreibers nicht mehr hingenommen werden soll. Dabei sind die Überlegungen zu berücksichtigen, dass eine fortschreitende Degradation sowohl das Risiko erhöht, dass es zu vergleichsweise teuren Folgeschäden im Bremssystem kommt als auch, dass der Betriebszeiten beim Betreiben des Fahrzeugverbandes steigen und damit der Betrieb unwirtschaftlicher wird.
Die Maximalwerte für das Anlegen bzw. Lösen der Bremsen können Fahrzeug-individuell durch eine Kalibrierungsprozedur festgelegt werden. Hierzu ist mindestens ein Sensor in der Hauptluftleitung (im Folgenden auch kurz HL genannt), vorzugsweise in der Hauptluftleitung jedes Fahrzeugs des Fahrzeugverbands erforderlich, wenn die Anlegeranforderung bzw. Löseanforderung auf einen Druckabfall bzw. Druckanstieg in der Hauptluftleitung bezogen werden soll. Alternativ zu einem solchen Sensor in der Hauptluftleitung kann eine gravierende Degradation aber auch festgestellt werden, wenn man den Zeitverzug eines Wagens beim Anlegen oder Lösen der Bremse im Zentralgerät eines solchen Systems mit dem Verhalten von anderen Wagen vergleicht. Liegen die Verzögerungszeiten eines Wagens über dem erfahrungsgemäßen maximalen Werten der folgenden Tabelle, ist auf jeden Fall eine Maßnahme fällig. Da ein zentraler Prozessor zur Steuerung des Verfahrens (z. B. in der Lokomotive) keinen absoluten Zeitpunkt für das Anlegen der Bremse kennt, kann zum Vergleich auch der erste Wagen im Fahrzeugverband herangezogen werden, der einen Melde- oder Lösezustand gemeldet hat und von dessen Meldung der minimal mögliche Wert gemäß Tabelle abgezogen werden.

Bremsstellung Charakteristik Anlegezeit Lösezeit

G langsam wirkend 18 bis 30 Sekunden 45 bis 60 Sekunden

P schnell wirkend 3 bis 5 Sekunden 15 bis 20 Sekunden
Die in dieser Erfindungsbeschreibung verwendete Begriffe haben die folgende Bedeutung.
Wenn von einem Sensor die Rede ist, so gilt die Aussage für jede Art von Sensoren, die in dem erfindungsgemäßen System zum Einsatz kommen, also für Geometriesensoren in gleicher Weise wie für Drucksensoren. Wenn von Drucksensoren die Rede ist, gilt die Aussage für alle Drucksensoren des Systems. Ansonsten wird zwischen einem ersten Drucksensor, einem zweiten Drucksensor und einem dritten Drucksensor unterschieden, wobei in jedem Fahrzeug ein erster Drucksensor, zweiter Drucksensor und dritter Drucksensor zum Einsatz kommen kann (hierzu im Folgenden noch mehr).
Es wird zwischen einem anlegebezogenen Referenzwert und einem lösebezogenen Referenzwert unterschieden. Wie bereits erläutert, werden die Referenzwerte verwendet, um das Erreichen einer bestimmten Stellung der Bremse zu ermitteln. Sie stehen zwecks Vergleichs mit den verfahrensgemäß erzeugten Messwerten zur Verfügung. Der anlegebezogene Referenzwert beschreibt entsprechend seiner Bezeichnung einen Wert für den Messwert, der bei angelegter Bremse erreicht wird. Dementsprechend bezeichnet der lösebezogene Referenzwert entsprechend seiner Bezeichnung einen Wert für den Messwert, der bei gelöster Bremse, vorzugsweise bei vollständig gelöster Bremse, erreicht wird. Ist im Rahmen dieser Erfindungsbeschreibung allgemein nur auf von Referenzwerten die Rede, so beziehen sich die gemachten Aussagen dann sowohl auf den anlegebezogenen als auch auf den lösebezogenen Referenzwert.
Es wird zwischen einem anlegebezogenen Maximalwert und einem lösebezogenen Maximalwert unterschieden. Wie bereits erläutert, werden die Maximalwerte verwendet, um das Erreichen eines bestimmten Degradationsmaßes der Bremse zu ermitteln. Sie stehen zwecks Vergleichs mit den verfahrensgemäß berechneten Zeitbedarfen (Anlegen und Lösen) zur Verfügung. Ist im Rahmen dieser Erfindungsbeschreibung allgemein nur auf von Maximalwerten die Rede, so beziehen sich die gemachten Aussagen dann sowohl auf den anlegebezogenen als auch auf den lösebezogenen Maximalwert.
Rechnergestützt oder computerimplementiert ist eine Vorrichtung, wenn diese mindestens einen Computer oder Prozessor aufweist, oder ein Verfahren, wenn mindestens ein Computer oder Prozessor mindestens einen Verfahrensschritt des Verfahrens ausführt.
Eine Rechenumgebung ist eine IT-Infrastruktur, bestehend aus Funktionskomponenten wie Prozessoren, Speichereinheiten, Programmen und aus mit den Programmen zu verarbeitenden Daten, die zur Ausführung mindestens einer Applikation, die eine Aufgabe zu erfüllen hat, verwendet werden. Weitere Funktionskomponenten können aus Sensoren und Aktuatoren bestehen, welche eine Interaktion der Rechenumgebung mit der Außenwelt ermöglichen. Die IT-Infrastruktur kann auch als Netzwerk der genannten Funktionskomponenten organisiert sein.
Eine Cloud (auch als Rechnerwolke oder Datenwolke bezeichnet) ist eine Rechenumgebung für ein sog. Cloud-Computing. Gemeint ist eine IT-Infrastruktur, welche über Schnittstellen eines Netzwerks wie dem Internet verfügbar gemacht wird. Sie beinhaltet in der Regel Speicherplatz, Rechenleistung oder Software als Dienstleistung, ohne dass diese auf einer die Cloud nutzenden Recheninstanz installiert sein müssen. Die im Rahmen des Cloud-Computings angebotenen Dienstleistungen umfassen das gesamte Spektrum der Informationstechnik und beinhalten unter anderem die IT-Infrastruktur, Plattformen, Software und Rechenleistung, wobei der Cloud-Anbieter die angebotenen Ressourcen bedarfsgerecht an die Cloud-Nutzer verteilt, mit dem Ziel, die Ressourcen damit optimal auszuschöpfen.
Da in der Bahntechnik hohe Sicherheitsstandards hinsichtlich Funktion (Betriebssicherheit, Safety) sowie Angreifbarkeit (Übertragungssicherheit, Security) computerimplementierter Lösungen gelten, sind die Funktionalitäten einer Cloud, die in der Bahntechnik zum Einsatz kommt, hinsichtlich ihrer geteilten Verfügbarkeit üblicherweise begrenzt. Insbesondere, was den Zugriff eines potenziell unbegrenzten Kreises von Cloud-Nutzern angeht, sind daher Restriktionen erforderlich. Aber auch, was die Teilung von Rechenressourcen durch verschiedene Recheninstanzen angeht, muss mit Blick auf eine erforderliche Redundanz ein Zugriff begrenzt werden. Eine Technologie, die diese Restriktionen für die Bahntechnik berücksichtigt, wird im Zusammenhang mit dieser Erfindung auch als private Cloud bezeichnet, auch wenn eine private Cloud die mit Cloudtechnologie verbundenen technischen Merkmale nur eingeschränkt erfüllt.
Computer sind aus mehreren Funktionskomponenten bestehende elektronische Geräte mit Datenverarbeitungseigenschaften. Computer können beispielsweise Clients, Server, Handheld-Computer, Kommunikationsgeräte und andere elektronische Geräte zur Datenverarbeitung sein, die Prozessoren und Speichereinheiten aufweisen können und über Schnittstellen auch zu einem Netzwerk zusammengeschlossen sein können.
Prozessoren können beispielsweise Wandler, Sensoren zur Erzeugung von Messsignalen oder elektronische Schaltungen sein. Bei einem Prozessor kann es sich um einen Hauptprozessor (engl. Central Processing Unit, CPU), einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, oder einen digitalen Signalprozessor, möglicherweise in Kombination mit einer Speichereinheit zum Speichern von Programmbefehlen und Daten handeln. Auch kann unter einem Prozessor ein virtualisierter Prozessor oder eine Soft-CPU verstanden werden.
Speichereinrichtungen können als computerlesbarer Speicher in Form eines Arbeitsspeichers (engl. Random-Access Memory, RAM) oder Datenspeichers (Festplatte oder Datenträger) ausgeführt sein.
Programmmodule sind einzelne Software-Funktionseinheiten, die einen erfindungsgemäßen Programmablauf von Verfahrensschritten ermöglichen. Diese Software-Funktionseinheiten können in einem einzigen Computerprogramm oder in mehreren miteinander kommunizierenden Computerprogrammen verwirklicht sein. Die hierbei realisierten Schnittstellen können softwaretechnisch innerhalb eines einzigen Prozessors umgesetzt sein oder hardwaretechnisch, wenn mehrere Prozessoren zum Einsatz kommen.
Schnittstellen können hardwaretechnisch, beispielsweise kabelgebunden oder als Funkverbindung, oder softwaretechnisch, beispielsweise als Interaktion zwischen einzelnen Programmmodulen eines oder mehrerer Computerprogramme, realisiert sein.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass Wartungsintervalle, die eine Außerbetriebsetzung der betroffenen Fahrzeuge erfordern, flexibel gewählt werden können, und zwar in Abhängigkeit des tatsächlich auftretenden Bedarfs. Dabei können sowohl kürzere als auch längere als die gemäß dem Stand der Technik standardmäßig vorgesehenen Wartungsintervalle auftreten. Kann man die Degradation im laufenden Betrieb erkennen, können die Folgekosten, die einer Degradation aufgrund der Vermeidung von Folgeschäden entsprechend reduziert werden. Der wirtschaftliche Schaden aufgrund einer bedarfsgerechten Verkürzung des betreffenden Wartungsintervalls ist verglichen hierzu nämlich bedeutend geringer. Umgekehrt kann man erkennen, dass nach Ablauf einer vorgesehenen Frist für eine Wartungsmaßnahme der Bremsen noch keine relevante Degradation vorliegt, und man kann die entsprechende Frist verlängern und sich das Ausstellen der Wagen und die damit verbundenen Kosten ersparen. Dies wiederum verringert die Wartungskosten für die betreffenden Fahrzeuge.
Die vorgestellte Lösung ermöglicht im Ergebnis das automatische Feststellen eines Defekts in der Bremsanlage während der Durchführung von Bremsproben, die im Betrieb des Fahrzeugverbandes ohnehin erfolgen müssen, ohne dass das Fahrzeug für eine gesonderte Bremsprüfung aus dem Verkehr gezogen werden muss. Der erfindungsgemäße Unterschied liegt allerdings darin, dass die im Betrieb durchgeführten Bremsproben bisher nur für eine elementare Bremsprüfung verwendet wurden. Deren Inhalt bezieht sich bisher nur darauf, ob die Bremsen korrekt angelegt und wieder gelöst werden können. Diese beiden Grundfunktionen sind grundsätzlich aber auch bei fortschreitender Degradation des Bremssystems noch erfüllt, sodass bisher bezüglich der Degradation selbst keine Aussagen getroffen werden konnten. Hierzu wird erfindungsgemäß zusätzlich eine Zeitkomponente untersucht.
Beschrieben wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Fahrzeug, welches mit anderen Fahrzeugen zu einem spurgeführten Fahrzeugverband kuppelbar ist, das Fahrzeug ist

e) mit einem Sensor, durch den ein den Bremszustand beschreibender Messwert erzeugbar ist,
f) mit einer Rechenumgebung ausgestattet.

Gemäß diesem Aspekt ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Rechenumgebung außerdem dazu eingerichtet ist, die beiden Schritte a) und b) und/oder die beiden Schritte c) und d) gemäß Anspruch 1 durchzuführen.
Die Rechenumgebung umfasst in jedem Fahrzeug mindestens einen Prozessor. Vorzugsweise ist dieser in dem Fahrzeug mit einer Speichereinheit signaltechnisch verbunden. Vorzugsweise ermöglicht die Rechenumgebung weiterhin eine Schnittstelle (kabellos oder kabelgebunden) zwischen dem besagten Prozessor und anderen Prozessoren, beispielsweise einem zentralen Prozessor (der die Funktion einer Zentraleinheit übernimmt oder unterstützt) in einer Lokomotive. Die mit diesem Aspekt der Erfindung verbundenen Vorteile sind vorstehend bereits erläutert worden, wobei auf diese Vorteile verwiesen wird.
Beschrieben wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Computerprogrammprodukt, enthaltend Programmbefehle, die durch einen Computer ausführbar sind. Gemäß diesem Aspekt ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verfahren rechnergestützt nach einem der auf das Verfahren bezogenen Ansprüche durchgeführt wird.
Gemäß der Erfindung wird somit ein Programmmodule enthaltendes Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen beschrieben, wobei die Programmmodule auf demselben oder mehreren Prozessoren laufen können. Mittels des Computerprogrammproduktes, das ein Computerprogramm oder mehrere Computerprogramme umfassen kann, sind jeweils das erfindungsgemäße Verfahren und/oder dessen Ausführungsbeispiele ausführbar und mit der Ausführung werden die vorstehend beschriebenen Vorteile erreicht.
Beschrieben wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein computerlesbares Speichermedium, enthaltend Daten, welche als Datensätze vom Speichermedium gespeichert werden. Gemäß diesem Aspekt ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Datensätze das vorstehend beschriebene Computerprogrammprodukt nach dem letzten voranstehenden Anspruch ausführbar machen.
Darüber hinaus wird somit eine Bereitstellungsvorrichtung zum Speichern und/oder Bereitstellen des Computerprogramms in Form eines computerlesbaren Speichermediums beschrieben. Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise eine Speichereinheit, die das Computerprogramm speichert und zum Abruf bereitstellt. Alternativ oder zusätzlich ist die Bereitstellungsvorrichtung ein Netzwerkdienst, ein Computersystem, ein Serversystem, insbesondere ein verteiltes, beispielsweise cloudbasiertes Computersystem oder virtuelles Rechnersystem, welches das Computerprogramm auf einem computerlesbaren Speichermedium speichert und vorzugsweise in Form eines Datenstroms bereitstellt.
Die Bereitstellung erfolgt in Form von Programmmodule beschreibenden Programmdatensätzen als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des Computerprogramms. Das Computerprogramm wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in eine Rechenumgebung übertragen, sodass das erfindungsgemäße Verfahren in einer Recheninstanz oder mehreren Recheninstanzen dieser Rechenumgebung zur Ausführung gebracht werden kann.
Ausgestaltungen der Erfindung
Weiterbildungen der Erfindung beschreibende Varianten werden nachfolgend ohne Beschränkung des grundlegenden Gedankens der Erfindung erläutert.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass ein Drucksensor den in einem pneumatischen Aktuatorsystem herrschenden Druck misst.
Pneumatische Aktuatorsysteme sind zur Betätigung der Bremsen von spurgeführten Fahrzeugen vorzugsweise als indirekte pneumatische Bremse weit verbreitet. Dabei werden alle Fahrzeuge eines Fahrzeugverbandes an eine Hauptluftleitung angeschlossen, sodass die Bremsen zentral, vorzugsweise in der Lokomotive, durch Verringerung des in der Hauptluftleitung vorliegenden Drucks ausgelöst und dadurch angelegt werden können. Um die Bremsen zu lösen, wird der Druck in der Hauptluftleitung wieder erhöht. Außerdem dient die Hauptluftleitung dazu, in den Fahrzeugen lokale Druckspeicher zu befüllen. Diese Druckspeicher dienen im Falle einer Bremsanforderung dazu, die Bremsbeläge mittels der pneumatischen Bremszylinder durch Aufbauen eines Überdrucks in den Bremszylindern an die Reibpartner (vorzugsweise die Räder) anzulegen. In diesem Fall dient die Hauptluftleitung sozusagen als pneumatische Signalleitung, die zum Zweck der Steuerung der Bremszylinder auf Steuerventile zugreift.
Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass durch eine Druckmessung ein besonders einfaches und zuverlässiges Sensorverfahren zur Verfügung steht, um die für die Steuerung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche Information für die Anlegeanforderung und die Löseanforderung in Form eines Messwertes zu generieren.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass der eine Drucksensor als erster Drucksensor den in einer Hauptluftleitung herrschenden Druck misst.
Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass mittels des mindestens einen Drucksensors der Druck in der Hauptluftleitung stellvertretend für das gesamte Bremssystem des Fahrzeugverbandes ermittelt werden kann. Steigt dieser Druck stark an, so kann dies als Ereignis einer Löseanforderung interpretiert werden. Sinkt der Druck dann wieder stark ab, so kann dies als Ereignis einer Anlegeanforderung interpretiert werden. Stark ist definiert als außerhalb betriebsbedingter Druckschwankungen in der Hauptluftleitung, die ohne Vorliegen eine Löseanforderung oder Anlegeanforderung im störungsfreien Betrieb des Fahrzeugs entstehen. Hierbei können ein oberer Grenzwert für den Druckanstieg und ein unterer Grenzwert für den Druckabfall definiert werden, sodass der Zeitpunkt einer Bremsanforderung ermittelt wird, sobald der Druck in der Hauptluftleitung unterhalb des unteren Grenzwerts fällt und eine Löseanforderung ermittelt wird, wenn der Druck über einen oberen Grenzwert steigt.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass in jedem Fahrzeug ein erster Drucksensor den in der Hauptluftleitung herrschenden Druck misst.
Das Verfahren, in jedem der Fahrzeuge einen Druck in der Hauptluftleitung zu messen, entspricht mit Blick auf das Funktionsprinzip dem vorstehend beschriebenen, bei dem nur ein, nämlich der erste Drucksensor in der Lokomotive, in der Hauptluftleitung zum Einsatz kommt. Allerdings wird in jedem Fahrzeug der in dem betreffenden Fahrzeug gemessene Druck durch einen ersten Drucksensor gemessen, um den Zeitpunkt der Bremsanforderung zu ermitteln. Hierbei wird dem Umstand Rechnung getragen, dass sich der Druckverlauf in der Hauptluftleitung aufgrund der Länge des Fahrzeugverbandes nicht in allen Fahrzeugen zeitlich parallel verläuft. Je weiter das betreffende Fahrzeug von der Druckluftquelle zur Einspeisung einer Druckerhöhung in die Hauptluftleitung entfernt ist, desto größer ist ein Zeitversatz, bis es bei einer Druckänderung an der Druckluftquelle in dem betreffenden Fahrzeug zur gewünschten Druckänderung kommt.
Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass bei der Verwendung von einem ersten Drucksensor in jedem der Fahrzeuge ein fahrzeugindividueller Zeitraum von der Anlegeanforderung oder Löseanforderung bis zum tatsächlichen Anlegen oder Lösen der Bremse ermittelt werden kann. Dies ermöglicht es, in den Fahrzeugen individuell auftretende Fehler festzustellen und zu lokalisieren. Außerdem kann mittels der Zusatzsensoren auch ein weiterer Zeitraum zur Bewertung der Bremsfunktion ermittelt werden, der mit einer Veränderung des Druckes an der Druckluftquelle beginnt und mit einer gleichartigen Veränderung des Druckes in dem betreffenden Fahrzeug endet. Diesen Zeitraum kann man auch als eine für jedes Fahrzeug individuelle Ansprechverzögerung bezeichnen. Dieser Zeitraum kann zum Beispiel eine Aussage über den Ort des Fahrzeugs im Fahrzeugverband liefern.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass in jedem Fahrzeug ein zweiter Drucksensor den in einem Bremszylinder zur Betätigung der Bremse herrschenden Druck misst.
Als Aktoren, um den Druck in der Hauptluftleitung in eine mechanische Stellbewegung zu verwandeln, kommen üblicherweise Bremszylinder zum Einsatz. Diese werden zumindest bei indirekten pneumatischen Bremsen von lokalen Druckbehältern im Fahrzeug gespeist, wobei diese durch Steuerventile einen Druckaufbau im Bremszylinder ermöglichen, wenn der Druck in der Hauptluftleitung absinkt.
Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass fahrzeug-individuell weitere Messwerte erzeugt werden können, die zusätzliche Aussagen über die Funktion der im Fahrzeug verwendeten pneumatischen Bremse ermöglichen. Beispielsweise lassen sich auf diesem Wege Funktionsstörungen des Bremssteuerventils für die Bremszylinder feststellen. Dies ermöglicht ein rasches Reagieren auf die Feststellung von Fehlern und als Konsequenz darauf zumindest die Erzeugung eines Fehlersignals in der bereits beschriebenen Weise.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass in jedem Fahrzeug ein dritter Drucksensor den in einem Aktuator in Form eines als zweiter Bremszylinder ausgeführten Pneumatikzylinders zur Betätigung der Bremse herrschenden Druck misst.
Die Funktion und die damit verbundenen Vorteile entsprechend der vorstehend erläuterten Variante sind bereits erläutert worden. Zusätzlich einen dritten Drucksensor vorzusehen, ist dann von Vorteil, wenn auch ein zweiter Bremszylinder zum Einsatz kommt, sodass bei dem Messverfahren vorteilhaft eine Differenzierung zwischen dem ersten Bremszylinder und dem zweiten Bremszylinder möglich ist, da zwei Messergebnisse zur Verfügung stehen. In einem störungsfreien Betrieb sollten die Druckverhältnisse in beiden Bremszylinder annähernd symmetrisch, d. h. gleich sein. Ergeben sich größere Asymmetrien (oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes) bei den Messergebnissen, deutet dies auf eine Fehlfunktion hin. Für die Abweichung der beiden Messergebnisse, erzeugt durch den zweiten Drucksensor und den dritten Drucksensor, kann ein Toleranzbereich festgelegt werden. Ein Fehler wird dann ausgegeben, wenn der vorgegebene Toleranzbereich für eine Abweichung der Messergebnisse verlassen wird.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass der Sensor ein Geometriesensor ist, der eine geometrische Zustandsgröße in der Bremsmechanik misst. Der Begriff „Geometriesensor“ ist mit Blick auf die Funktion des Sensors zu verstehen, dass dieser eine geometrische Zustandsgröße der Bremsmechanik messen kann. Auch ein Kraftsensor für die Messung einer Kraft, die im Bremsgestänge wirkt, kann eingesetzt werden.
Geometrische Zustandsgrößen der Bremsmechanik beschreiben die geometrischen Verhältnisse derselben, welche sich zwangsläufig beim Anlegen und Lösen der Bremsen verändern. Hierbei werden üblicherweise mechanische Hebel eines mechanischen Koppelgetriebes gegeneinander verdreht oder verschoben, wobei die Stellbewegung eines Aktuators, üblicherweise eines Bremszylinders, an die Bremsbeläge weitergegeben wird, sodass diese auf ihren Reibpartner (beispielsweise eine Bremsscheibe, vorzugsweise jedoch das Rad des Fahrzeugs) angelegt oder von diesem gelöst werden. Die Änderung der Geometrie der Bremsmechanik kann insbesondere durch eine Überwachung des Stellwinkels von mechanischen Elementen (absolut oder relativ zueinander) oder durch eine Überwachung des Abstands von mechanischen Elementen zueinander oder zu unbeweglichen Teilen des Fahrzeugs überwacht werden.
Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass die Bremsmechanik durch eine mechanische Kopplung bezüglich der Bremsbeläge eine eindeutige geometrische Beziehung zu diesen aufweist und daher von dem Messergebnis des Sensors direkt auf den Zustand eines Anliegens oder Gelöstseins der Bremse geschlossen werden kann. Daher kann vorteilhaft auch während der Fahrt zumindest eine bedeutende Fehlfunktion der Bremsmechanik zeitnah nach dem Auftreten (mit der nächsten Bremsprobe) ermittelt werden. Außerdem kann der Geometriesensor vorteilhaft dazu verwendet werden, für das erfindungsgemäße Verfahren den Zeitpunkt des Anliegens der Bremsbeläge bzw. des Gelöstseins der Bremsbeläge festzustellen.
Gemäß einer Variante sind die oben erklärten Aspekte der Erfindung dadurch bestimmt, dass als Zeitpunkt der Anlegeanforderung ein Anlegebefehl für die Bremse und/oder als Zeitpunkt der Löseanforderung ein Lösebefehl für die Bremse verwendet wird. Diese Befehle können zum Beispiel durch eine zentrale Steuerung in der Lokomotive erzeugt werden und dort den bereits beschriebenen (zentralen) ersten Drucksensor ersetzen.
Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass dadurch eine vergleichsweise einfache und damit auch zuverlässige Möglichkeit für die Bestimmung des Zeitpunktes der Anlegeanforderung oder Löseanforderung zur Verfügung stehen. Hierbei kann beispielsweise ein entsprechender Anlegebefehl oder Lösebefehl ausgewertet werden, der jeweils in einer Zentraleinheit generiert wird. Bei dem Anlegebefehl oder dem Lösebefehl kann es sich um ein elektrisches Signal oder um ein pneumatisches Signal handeln, wobei letzteres in die Hauptluftleitung eingespeist wird. Das elektrische Signal bewirkt die Erzeugung des pneumatischen Signals und hängt insofern mit diesem in deterministischer Weise zusammen. Hier kann beispielsweise eine Zeitverzögerung von der Generierung des elektrischen Signals hin bis zur Generierung des pneumatischen Signals bestimmt und dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde gelegt werden.
Exemplarische Ausführungsbeispiele der Zeichnung
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind in den einzelnen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Varianten der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Komponenten auch mit den vorstehend beschriebenen Varianten der Erfindung kombinierbar.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, ausgeführt als spurgeführtes Fahrzeug, mit ihren Wirkzusammenhängen zwischen den zum Einsatz kommenden Funktionskomponenten schematisch.
2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung (Drehgestell als Teil des spurgeführten Fahrzeugs mit Bremsvorrichtung) mit ihren Wirkzusammenhängen zwischen den zum Einsatz kommenden Funktionskomponenten schematisch in dreidimensionaler Darstellung.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Rechenumgebung für die Vorrichtung gemäß 1 als Blockschaltbild der einzelnen Funktionskomponenten und der zwischen diesen ausgebildeten Schnittstellen, wobei einzelne Recheninstanzen Programmmodule ausführen, die jeweils in einem oder mehreren der beispielhaft dargestellten Computer ablaufen können und wobei die gezeigten Schnittstellen demgemäß softwaretechnisch in einem Computer oder hardwaretechnisch zwischen verschiedenen Computern ausgeführt sein können.
4 zeigt schematisch einen Fahrzeugverband, bestehend aus mehreren Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen spurgeführten Fahrzeugs, wobei an dessen Spitze eine Lokomotive angeordnet ist und wobei der Fahrzeugverband eingerichtet ist, ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
5, bestehend aus den 5A und 5B, zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens als Flussdiagramm, wobei die gezeigten Verfahrensschritte einzeln oder in Gruppen durch Programmmodule verwirklicht sein können und wobei die Recheninstanzen und Schnittstellen gemäß 3 beispielhaft angedeutet sind.
6 zeigt schematisch verschiedene Verläufe von Messergebnissen wobei die Messergebnisse des Geometriesensors sowie des ersten sowie zweiten Drucksensors über der Zeit t dargestellt sind und wobei ordnungsgemäße Verläufe des Messergebnisses durch eine durchgezogene Linie und Messergebnisse, die auf einen Fehler hinweisen, gestrichelt dargestellt sind.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist ein Fahrzeug FZ in Form eines Güterwaggons dargestellt. Dieses Fahrzeug FZ weist an dem dargestellten Ende des Fahrzeugs ein Drehgestell DG auf, welches die Räder RD in zwei Achsen lagert. Schematisch dargestellt ist weiterhin ein Bremsgestänge BRG, welches eine Bewegung eines Aktors AKT in Form eines Pneumatikzylinders auf die Bremsbeläge BRB überträgt, wobei die Bremsbeläge BRB direkt auf nicht dargestellte Radreifen der Räder RD wirken. Das Bremsgestänge BRG ist schematisch dargestellt. Es handelt sich hierbei um ein mechanisches Getriebe (Koppelgetriebe, bestehend aus Koppelstangen, d. h. Zugstangen, Druckstangen und Hebeln, und Gelenken) zur Übertragung der Stellbewegung des Aktors AKT auf die Bremsbeläge BRB. Das Getriebe besteht aus Zug- und Schubstangen ZSS, die zumindest hauptsächlich eine translatorische Bewegung durchführen, angedeutet in 1 durch Doppelpfeile parallel zur Stangenausrichtung. Weiterhin gibt es Hebel, die um eine Drehachse geschwenkt werden können, angedeutet durch gekrümmte Doppelpfeile quer zur Ausrichtung der Hebel. Drehachsen bzw. Gelenke sind durch Kreise an den Enden der Zug- bzw. Schubstangen ZSS sowie der Hebel bzw. in deren Mitte angedeutet. Weiterhin ist die Lagerung der Achsen AC am Fahrzeug FZ sowie der Hebel und Zug- und Schubstangen durch Festlager FL angedeutet, wobei eine jeweilige Schraffur die starre Verbindung mit dem Fahrzeug FZ (inkl. des Drehgestells) andeutet.
Einen der Hebel stellt das Stellelement STE dar, welches um das angedeutete Festlager FL schwenkbar gelagert ist, und das durch die vom Aktor AKT kommende Zug- bzw. Schubstange ZSS bewegt wird. An diesem Stellelement ist ein Geometriesensor GSN in Form eines Mess-Beschleunigungssensor starr befestigt, sodass dieser mit dem Stellelement STE hin und her schwenkt. Außerdem gibt es einen Referenz-Beschleunigungssensor RBS, der starr mit dem Fahrzeug FZ, gemäß 1 mit dem Drehgestell DG (bildet einen Teil des Fahrzeugs FZ), verbunden ist. Der Mess-Beschleunigungssensor und der Referenz-Beschleunigungssensor RBS kommunizieren über nicht näher dargestellte Funkschnittstellen mit einer Ausgabeeinrichtung AE, wobei die Ausgabeeinrichtung AE auch den Prozessor zur Auswertung der empfangenen Messwerte enthält. Der Referenz-Beschleunigungssensor RBS dient dazu, in an sich bekannter Weise die Erdbeschleunigung in dem durch den Mess-Beschleunigungssensor erzeugten Messergebnis zu berücksichtigen, damit dieses die Berechnung der Winkeländerung des Stellelementes STE nicht beeinflusst. Alternativ können auch Kabelschnittstellen verwendet werden (nicht dargestellt).
Außerdem ist der 1 zu entnehmen, dass ein zweiter Drucksensor DNS2 an dem Aktor (oder in nicht dargestellter Weise in einer zum Aktor führenden Druckluftleitung) angeordnet ist. Hierbei handelt es sich um einen Sensor, mit dem der in dem Pneumatikzylinder herrschende Druck ermittelt werden kann. Es wird dadurch möglich, die Degradation des in 1 dargestellten Bremssystems hinsichtlich des zeitlichen Druckverlaufs im Pneumatikzylinder zusätzlich bewerten zu können.
In 2 ist ein Fahrzeug FZ durch ein schematisch dargestelltes Drehgestell DG angedeutet, welches die Räder RD in zwei Achsen einer Zwillingsachse lagert. Schematisch dargestellt ist weiterhin eine Bremsvorrichtung BV in einem Zwischenraum ZR der Achsen angeordnet, welches eine Bewegung eines Aktors AKT auf die Bremsbeläge BRB überträgt, wobei die Bremsbeläge BRB mit einer Normalkraft Fn auf nicht dargestellte Radreifen der Räder RD wirken, wobei eine Bremskraft Fb entsteht.
Die Bremsvorrichtung BV ist dreidimensional mit einer ersten Teileinheit TE1 und einer zweiten Teileinheit TE2 dargestellt. Die erste Teileinheit TE1 weist ein Gehäuse GHS auf, welches eine nicht näher dargestellte Mechanik zur Übertragung der Stellbewegung des ebenfalls in dem Gehäuse GHS untergebrachten Aktors AKT und den nicht dargestellten ersten Drucksensor (der zweite Drucksensor kann in einer zweiten nicht dargestellten ebensolchen Bremsvorrichtung an einem weiteren Drehgestell des Wagens untergebracht sein) beherbergt. Die Mechanik (z. B. ein Koppelgetriebe) überträgt in ebenfalls nicht dargestellter Weise eine Stellbewegung auf Schubstangen ZSS, die zumindest hauptsächlich eine translatorische Bewegung durchführen, um einen Abstand zwischen den beiden Teileinheiten (TE1 ... TE2) zu vergrößern oder zu verkleinern.
Die Bremsvorrichtung BV ist mithilfe von vier Lagerstangen LST im Drehgestell DG aufgehängt. Die Lagerstangen LST weisen ihrerseits Kugelköpfe KKP auf, welche in an sich bekannter Weise (nicht dargestellt) in dem Drehgestell DG befestigt sind. Die Kugelköpfe KKP lassen eine Bewegung vorwiegend in horizontaler Richtung, und zwar in einer Fahrtrichtung FR bzw. entgegen dieser Fahrtrichtung FR zu. Dabei beschreiben die nicht zu erkennenden Aufhängungen der Lagerstangen LST in der Bremsvorrichtung BV Kreisbögen um die durch die Kugelköpfe KKP definierten Festpunkte im Drehgestell DG. Da die Lagerstangen LST jedoch im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet sind, führt der technisch relevante Kreisausschnitt dieser Kreisbögen im Wesentlichen zu einer horizontalen Bewegung. Die Kugelköpfe KKP lassen auch eine gewisse Bewegung in horizontaler Richtung senkrecht zur Fahrtrichtung FR zu. Diese wird jedoch konstruktiv durch Wangen WG von Bremsköpfen BKP, die die Bremsbeläge BRB tragen, begrenzt.
Mittels eines Geometriesensors GSN kann der Abstand der beiden Teileinheiten T1, T1 ermittelt werden. Dieser Abstand lässt einen direkten Rückschluss darauf zu, ob die Bremsbeläge BRB an den Rädern RD anliegen (angelegter Zustand der Bremse) oder von den Rädern RD gelöst sind (gelöster Zustand der Bremse). Alternativ wäre ein Kraftsensor in nicht dargestellter Weise derart einzubauen, dass dieser im angelegten Zustand der Bremse betragsmäßig eine andere Kraft misst, als im gelösten Zustand der Bremse. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass der Kraftsensor eine Krafterhöhung misst, die bei einem Anliegen der Bremse dadurch zustande kommt, dass die Bremsbeläge auf dem Bremspartner eine Antriebskraft erzeugen, die sich in der Bremsmechanik fortpflanzt.
In 3 ist das Zusammenwirken der an dem erfindungsgemäßen Verfahren beteiligten Funktionselemente schematisch als Blockschaltbild dargestellt. Zu erkennen ist ein das Fahrzeug FZ symbolisierender Block, welcher den Geometriesensor GSN, den ersten Drucksensor DSN1, den zweiten Drucksensor DSN2 und den dritten Drucksensor DSN3 umfasst. Exemplarisch sind hier alle möglichen Sensorarten dargestellt, so dass alle im Rahmen dieser Erfindungsbeschreibung erläuterten Verfahrensvarianten durchführbar sind. Zu erkennen ist auch ein eine Rechenumgebung RU symbolisierender Block, welcher als Recheninstanzen eine Ausgabeeinrichtung AE umfasst und mit einem Prozessor PR über eine zweite Schnittstelle S2 verbunden ist. Im Fahrzeug FZ ist exemplarisch die Bremsvorrichtung BV dargestellt.
Die Bremsköpfe BKP der Bremsvorrichtung BV werden durch einen ersten Bremszylinder BZL1 betätigt. Von einer weitere Bremsvorrichtung, welche in 3 nicht als Ganzes dargestellt ist, ist lediglich ein zweiter Bremszylinder BZ L2 zu erkennen, welcher diese weitere Bremsvorrichtung betätigt. In 3 dargestellt ist ebenfalls ein System aus der Hauptluftleitung HL sowie einer von dieser abzweigenden ersten Leitung L1, welche ein Bremssteuerventil BSV mit Druckluft versorgt und von dem eine dritten Leitung L3 zum zweiten Bremszylinder sowie eine vierte Leitung L4 zum ersten Bremszylinder führt. Außerdem ist ein Reservoir RV für Druckluft über eine zweite Leitung L2 ebenfalls mit dem Bremssteuerventil BSV verbunden. Die Bremsanlage funktioniert in an sich bekannter Weise. Wird im Zusammenhang mit der Anlegeanforderung in der Hauptluftleitung HL der Druck abgesenkt, so wird das Bremssteuerventil BSV derart aktiviert, dass in der dritten Leitung L3 und vierten Leitung L4 der Druck, gespeist aus dem Reservoir RV, steigt und der erste Bremszylinder BZL1 und der zweite Bremszylinder BZL2 betätigt werden. Dadurch werden die Bremsköpfe BKP auf Bremspartner (nicht dargestellt) zubewegt und es kommt zum Bremsvorgang. Wird im Zusammenhang mit der Löseanforderung in der Hauptluftleitung HL der Druck wieder erhöht, bewirkt das Bremssteuerventil BSV das Gegenteil, d. h., dass in der dritten Leitung L3 und der vierten Leitung L4 der Druck abgesenkt wird und die Bremsköpfe wieder vom Bremspartner abgehoben werden, weswegen der Bremsvorgang endet. Die Druckverläufe, die bei den beschriebenen Vorgängen durch die verschiedenen Sensoren gemessen werden können, sind in 6 schematisch dargestellt.
Alle Sensoren sind über eine exemplarisch dargestellte erste Schnittstelle S1 mit dem Prozessor PR verbunden, der die Messergebnisse auswertet. Der Prozessor PR ist überdies über eine dritte Schnittstelle S3 mit einer Speichereinrichtung SE verbunden, wobei in der Speichereinrichtung SE beispielswese erforderliche Referenzwerte abgespeichert sind. Über die Ausgabeschnittstelle S2 ist der Prozessor PR mit der Ausgabeeinrichtung AE verbunden, wobei die Ausgabeeinrichtung AE vorzugsweise ein Display ist, welches Informationen bezüglich des Betriebs der Bremse darstellen kann, oder ein System mit beispielsweise einer Funkschnittstelle, das die Informationen direkt zu einem Zentralprozessor ZPR, z. B in der Lokomotive, übertragen kann (siehe die Antennen gemäß 4). Die Ausgabeeinrichtung AE kann im einfachsten Fall durch (mindestens) eine Leuchte ausgebildet sein, die ohne weitere Informationen lediglich die Erforderlichkeit einer Wartung (Blinken bei Abnutzung der Bremsbeläge BRB über die Verschleißgrenze hinaus, Verlust von Bremsklötzen / Bremsbelägen) und den aktuellen Zustand der Bremse (leuchten entspricht angelegt / nicht Leuchten entspricht gelöst) anzeigt.
In 4 ist ein Gleis GL dargestellt, auf dem ein Fahrzeugverband FZV, bestehend aus drei Fahrzeugen FZ sowie eine Lokomotive LC steht. Die Lokomotive LC sowie die Fahrzeuge FZ sind über digitale automatische Kupplungen DAC (welche im Zuge einer europäischen Harmonisierung für Güterzüge eingeführt werden soll) miteinander gekoppelt, wobei die digitale automatische Kupplung DAC in einem Ausschnitt vergrößert dargestellt ist. Aus der Vergrößerung wird deutlich, dass diese eine Hauptluftleitung HL beinhaltet sowie eine Leitung, die ein Bussystem BUS bildet. Die Hauptluftleitung HL durchzieht den gesamten Fahrzeugverband FZV genauso wie das Bussystem BUS, so dass die Lokomotive LC den gesamten Fahrzeugverband FZV sowohl mit Druckluft versorgen kann als auch mit diesem ein Informationsnetzwerk bilden kann.
Außerdem ist in 4 auch eine Alternative dargestellt, wie eine Kommunikation zwischen den Fahrzeugen FZ und der Lokomotive LC auch erfolgen kann, nämlich über eine Cloud CLD. Für diese Kommunikation sind Antennen AT sowohl auf der Lok LC sowie auf den Fahrzeugen FZ angeordnet, die über die Schnittstellen S4, S5, S6, S7 mit der Cloud CLD in Verbindung stehen. Die dargestellte Lösung mit einer Cloud CLD bietet eine Alternative, wenn eine Kommunikation zwischen den Fahrzeugen FZ und der Lokomotive SC über eine digitale automatische Kupplung DAC nicht möglich ist.
Insgesamt wird durch die kommunikativ miteinander verbundenen Prozessoren PR in den Fahrzeugen FZ sowie dem Computer CP in der Lokomotive LC, eine Rechenumgebung RU geschaffen. Der Computer CP weist einen zentralen Prozessor ZPR auf, der über eine achte Schnittstelle S8 mit einer zentralen Speichereinrichtung ZSE verbunden ist. In den einzelnen Fahrzeugen FZ sind in der bereits erläuterten Weise jeweils ein Prozessor PR und eine Speichereinheit SE vorgesehen, die jeweils über eine dritte Schnittstelle S3 miteinander verbunden sind. Diese Konfiguration ist in jedem der Fahrzeuge FZ zu finden. Insofern sind diese Fahrzeuge FZ technisch übereinstimmend gemäß 3 aufgebaut.
In der Hauptluftleitung HL ist ein einziger erster Drucksensor DSN1 angeordnet, der in der Ausschnittvergrößerung der digitalen automatischen Kupplung DAC zu erkennen ist. Mit diesem Drucksensor kann der in der Hauptluftleitung HL herrschende Druck gemessen werden. In 4 ist angedeutet, dass es sich bei dem ersten Drucksensor DSN1 um einen zentral angeordneten Sensor in der Lokomotive handelt, der den Druck in der Hauptluftleitung HL für den gesamten Fahrzeugverband ZV misst. Nicht dargestellt, aber ebenso denkbar, ist die schon beschriebene Lösung, bei der in jedem der Fahrzeuge FZ ein erster Drucksensor DSN1 verbaut wird. Hierdurch wird Redundanz für die Messung erzeugt. Außerdem lassen sich dann Druckunterschiede in den einzelnen Fahrzeugen ermitteln, die auf eine Degradation des Bremssystems hinweisen können und eine zeitliche Verzögerung des Druckaufbaus innerhalb des Fahrzeugverbandes FZV messbar machen können.
Im Folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft, wie im Flussdiagramm gemäß 5 dargestellt, schrittweise erläutert werden. In 5 ist außerdem beispielhaft durch Kästen angedeutet, in welchen Funktionskomponenten bzw. Recheninstanzen gemäß 1 bis 4 die einzelnen Schritte durchgeführt werden können. Soweit hierbei die Schnittstellen gemäß 1 bis 4 genutzt werden, sind diese auch in 5 gekennzeichnet.
Der 5 lässt sich beispielhaft der Verfahrensablauf bei dem erfindungsgemäßen Messverfahren entnehmen. Es ist zu berücksichtigen, dass das Verfahren in jedem Fahrzeug des Fahrzeugverbandes durchgeführt wird, und zwar jeweils mit dem ersten Drucksensor DSN1 und dem zweiten Drucklsensor DSN2 (der Prozess liefe aber bei dem Einsatz anderer Sensoren, beispielsweise dem Geometriesensor oder einem Kraftsensor, analog ab). Nachdem das Verfahren gestartet wurde, werden die verfügbaren Parameter aus der Speichereinrichtung SE geladen. In einem Abfrageschritt RW? wird geprüft, ob bereits die benötigten Referenzwerte verfügbar sind. Wenn nicht, handelt es sich beispielsweise um unbekannte Kombination aus Fahrzeugart und Bremsenart, für die Referenzwerte noch nicht vorliegen, weswegen ein Kalibrierungsschritt CALIB durchgeführt wird.
Ein Kalibrierungsschritt kann auch nötig werden, wenn beispielsweise die Bremsbeläge immer weiter abgenutzt werden und deswegen die Referenzwerte angepasst werden müssen.
Beim Kalibrieren werden die Bremsen in einem Deaktivierungsschritt UNLOCK zunächst gelöst. Dann erfolgt in einem Messschritt MSRE die Erzeugung eines ersten Messergebnisses ME1 durch den ersten Drucksensor DSN1 (alternativ ließe sich hier auch ein Messwert des Geometriesensors verwenden, nicht dargestellt). In einem anschließenden Berechnungsschritt CALC wird daraus ein fehlender lösebezogenen Referenzwert RWL berechnet. Unter Berücksichtigung einer durch den ersten Drucksensor im Messschritt MSRE (aufgrund einer Druckänderung in der Hauptluftleitung) ermittelten Löseanforderung, kann in dem Berechnungsschritt CALC außerdem der Zeitbedarf zum Lösen der Bremse berechnet werden. Im nächsten Schritt erfolgt ein Aktivierungsschritt LOCK für die Bremse, sodass die Bremsbeläge am Bremsanschlag (beispielsweise den Rädern RD) anliegen. Der vorstehend beschriebene Mess- und Berechnungsschritt MSRE und CALC werden wiederholt und liefern zum zweiten Messergebnis ME2 des zweiten Drucksensors DSN2 den anlegebezogenen Referenzwert RWA und den Zeitbedarf zum Anlegen der Bremse.
Die Berechnung der Referenzwerte (soweit noch nicht verfügbar) werden bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 durch den Prozessor PR in dem betreffenden Fahrzeug, der auch Rechenkapazität für den Berechnungsschritt CALC zur Verfügung stellt, oder durch den Computer CP in der Lokomotive durchgeführt. Dies sind allerdings nur Ausführungsbeispiele, die Rechenumgebung kann auch anders konfiguriert werden. Möglich ist es auch, dass die Messergebnisse in die Cloud übergeben werden. Dies stellt eine Konfiguration dar, welche gemäß 4 beschrieben wurde.
Die erforderlichen Messwerte, Referenzwerte und Zeitbedarfe können in einer Konfiguration gem. 2 durch den Prozessor PR an die Speichereinrichtung SE übergeben werden. Im nachfolgenden Schritt wird ausgehend von dem Zeitbedarf zum Lösen der Bremse ein lösebezogener Maximalwert LMX für den Zeitbedarf abgeleitet, der mindestens dem zugehörigen berechneten Zeitbedarf entspricht und ausgehend von dem Zeitbedarf zum Anlegen der Bremse einen anlegebezogener Maximalwert AMX für den Zeitbedarf abgeleitet, der ebenfalls mindestens dem zugehörigen berechnenden Zeitbedarf entspricht. (die ebenfalls bei einer Konfiguration gem. 2 durch den Prozessor PR in die Speichereinrichtung SE übergeben werden).
Wenn Referenzwerte und Maximalwerte bereits existieren, kann der Kalibrierungsschritt CALIB ausgelassen werden. Wenn die bezüglichen Referenzwerte und Maximalwerte bereits in der Speichereinrichtung enthalten sind, können diese sofort aus der Speichereinrichtung abgerufen werden. Dies ist in 5 durch die angedeuteten Doppelpfeile zum Ausdruck gebracht. Danach erfolgt ein Prüfschritt TEST, um den Degradationszustand der Bremse zu überprüfen. Hierbei handelt es sich im Sinne der Erfindung um den eigentlich wichtigen Schritt. Dies kann sowohl im Stillstand zum Zwecke einer „kleinen“ Bremsprobe erfolgen, z. B., wenn der Zug während der Fahrt halten muss, als auch während des Betriebs begleitend zu einer durchzuführenden Bremsung (Anlegeanforderung) mit nachfolgendem Lösen der Bremsen (Löseanforderung).
Zu diesem Zweck wird ein Aktivierungsschritt der Bremse LOCK durchgeführt, um diese anzulegen. Anschließend erfolgt die Messung MSRE, des zweiten Messergebnisses ME2 durch den zweiten Drucksensor DSN2 und den ersten Drucksensor DSN1, und die Berechnung CALC des Zeitbedarfs T zum Anlegen der Bremse, wie oben bereits ausgeführt. Es kann dann das aktuelle Messergebnis (im Falle einer Konfiguration gem. 2 durch den Prozessor PR an die Speichereinrichtung SE) übergeben werden. Anschließend prüft der Prozessor PR, ob der Zeitbedarf T zum Anlegen der Bremsen den vorgegebenen anlegebezogenen Maximalwert AMX überschreitet. Für den Fall, dass eine Überschreitung festgestellt werden kann, erfolgt in einem Ausgabeschritt OUTPUT die Ausgabe eines Fehlersignals ERR, welches direkt an die Ausgabeeinrichtung AE gemäß 3 gesendet werden kann (zwecks Weiterleitung in die Cloud CLD oder den Computer CP in der Lokomotive LC) oder als Fehlersignal ERR in der Speichereinrichtung SE abgelegt werden kann, um später ausgegeben zu werden. Für den anderen Fall geht es wie folgt weiter.
Die vorgeschriebene Prozedur wird bei gelöster Bremse wiederholt. Zu diesem Zweck wird ein Deaktivierungsschritt der Bremse UNLOCK durchgeführt. Anschließend erfolgt die Messung und evtl. Berechnung MSRE, CALC des ersten Messergebnisses ME1 durch den Sensor und den ersten Drucksensor DSN1, wie oben bereits ausgeführt. Es kann dann das aktuelle Messergebnis (im Falle einer Konfiguration gem. 2 durch den Prozessor PR an die Speichereinrichtung SE) übergeben werden. Anschließend prüft der Prozessor PR, ob der Zeitbedarf T zum Lösen der Bremsen den vorgegebenen lösebezogenen Maximalwert LMX überschreitet. Für den Fall, dass eine Überschreitung festgestellt werden kann, erfolgt in einem Ausgabeschritt OUTPUT die Ausgabe eines Fehlersignals ERR, welches direkt an die Ausgabeeinrichtung AE gemäß 3 gesendet werden kann (zwecks Weiterleitung in die Cloud CLD oder den Computer CP in der Lokomotive LC) oder als Fehlersignal ERR in der Speichereinrichtung SE abgelegt werden kann, um später ausgegeben zu werden. Für den anderen Fall geht es wie folgt weiter.
Zusätzlich kann in einer Abfrage überprüft werden, ob eine Abweichung eines ermittelten zeitlichen Druckverlaufes DVM in den Aktuatoren, gemessen durch die zweiten Drucksensoren DSN2, einem Referenz-Druckverlauf DVR entspricht. Falls dies nicht der Fall ist, kann ebenfalls eine Fehlermeldung ausgegeben werden, wie in 5 angedeutet. Ansonsten ist die Testprozedur abgeschlossen und das Verfahren kann gestoppt werden.
Nicht dargestellt in 5 ist eine weiterführende Prüfung der Fehlersignale ERR, wobei die weiterführende Untersuchung in nicht dargestellter Weise durch den Computer CP zentral oder die Prozessoren PR der betreffenden Fahrzeuge FZ dezentral vorgenommen werden kann. Die Analyse der Qualität und/oder Quantität der Fehler lässt dann zusätzliche Aussagen zu, insbesondere den Nachweis einer Degradation des Bremssystems, welcher zusätzliche Wartungsmaßnahmen (sofort oder in einem vorgegebenen Zeitraum ab Nachweis) erfordert. Hierdurch können wertvolle Erkenntnisse gewonnen werden, ob aufgrund des erzeugten Fehlersignals ERR der weitere Betrieb des betreffenden Fahrzeugs sofort unterbunden werden muss (beispielsweise bei vollständigem Ausfall der Bremse) oder nur in absehbarer Zeit eine Wartung vorgenommen werden muss (beispielsweise bei einem fortgeschrittenen Verschleiß der Bremsbeläge oder Degradation der Bremsanlage).
Die 6 zeigt schematisch die Signalverläufe verschiedener Sensoren in Abhängigkeit von der Zeit. Oben ist der Signalverlauf des ersten Drucksensors DSN1 dargestellt. Auf der Y-Achse befindet sich der Druck P, auf der x-Achse die Zeit T. Zu erkennen im Signalverlauf sind zwei charakteristische Punkte der Anlegeanforderung AAN und der Löseanforderung LAN. Außerdem ist eine Bremsperiode BP eingezeichnet, die sich zeitlich über den Zustand der (vollständig) angelegten Bremse erstreckt. Das Anlegen und Lösen kann man in den beiden darunter liegenden Grafiken erkennen, die einmal den Signalverlauf des zweiten Drucksensors DSN2 und dritten Drucksensor DSN3 (Druck P über der Zeit T) in der Mitte sowie den Signalverlauf des Geometriesensors GSM (Stellweg s über der Zeit T, sollten mehrere Geomtriesensoren zum Einsatz kommen, hätten diese zumindest qualitativ gleichartige Signalverläufe) unten darstellt.
Die Bremsperiode BP wird durch den ersten Drucksensor und den zweiten Drucksensor sowie durch den Geometriesensor dadurch angezeigt, dass sich das Sensorsignal konstant auf einem oberen Niveau NO befindet. Im gelösten Zustand befindet sich das Sensorsignal dagegen auf einem unteren Niveau NU. Zwischen den beiden Niveaus wechselt das Sensorsignal im Falle der im obersten Diagramm angezeigten Anlegeanforderung sowie Löseanforderung mit einem gewissen zeitlichen Versatz, der dadurch zu erkennen ist, dass sich die Anlegeanforderung sowie die Löseanforderung jeweils in einem gewissen zeitlichen Abstand von dem Punkt befinden, an dem der zweite sowie dritte Drucksensor oder der Geometriesensor eine Änderung des Sensorsignals erfährt, dargestellt durch die senkrechten Linien in 6, die durch alle drei Diagramme verlaufen.
Qualitativ angedeutet durch verschiedene Rampen sind verschiedene Zeitverzögerungen, die sich während des Lösens der Bremsen und des Anliegens der Bremsen ergeben und infolgedessen auch in den dargestellten Sensorsignalen Niederschlag finden. In den beiden unteren Diagrammen sind durch durchgezogene Linien jeweils die Rampen gezeigt, die den Bereich einer zulässigen Anlegeverzögerung bzw. Löseverzögerung begrenzen. Die jeweils steilere durchgezogene Linie und die jeweils flachere durchgezogene Linie zeigen den Toleranzbereich an, innerhalb dessen bei einer Degradation der gesamten Bremsmechanik eine Änderung des Bremsverhaltens noch hinzunehmen ist (alle Rampen dazwischen sind also ebenfalls zulässig, wenn auch nicht dargestellt).
Die jeweils gestrichelten Rampen zeigen beispielhaft Verläufe an, die zu einem Fehlersignal gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren führen müssen, da die Anlegeverzögerung oder Löseverzögerung zulässige Grenzwerte überschreitet und deswegen im Betrieb nicht hingenommen werden soll.
Bezugszeichenliste

AT: Antenne
BKP: Bremsköpfe
BRB: Bremsbelag
BST: Bremssättel
BUS: Bussystem
BV: Bremsvorrichtung
CLD: Cloud
DAK: Digitale automatische Kupplung
DG: Drehgestell
ERR: Fehlersignal
Fb: Bremskraft
Fn: Normalkraft
FR: Fahrtrichtung
FZ: Fahrzeug
DG: Drehgestell
RD: Rad
AC: Achse
FL: Festlager
ZSS: Zug-Schubstange
BRG: Bremsgestänge
AKT: Aktor
BRB: Bremsbelag
STE: Stellelement
DA: Drehachse
HL: Hauptluftleitung
LC: Lokomotive
GGSN: Drucksensor
GSN1 ... GSN3: erster bis dritter Drucksensor
DSN1: Erster Drucksensor
DSN2: Zweiter Drucksensor
RBS: Referenz-Beschleunigungssensor
AE: Ausgabeeinrichtung
PR: Prozessor
ZPR: Zentraler Prozessor
SE: Speichereinrichtung
ZSE: Zentrale Speichereinrichtung
S1 ... S8: Schnittstelle
BUS: Busleitung
CP: Computer
RW?: Abfrageschritt Referenzwert verfügbar?
CALIB: Kalibrierungsschritt
UNLOCK: Deaktivierungsschritt für Bremse
CALC: Berechnungsschritt
LOCK: Aktivierungsschritt für Bremse
SET: Bestimmungsschritt
TEST: Prüfschritt
OUTPUT: Ausgabe Fehlersignal
FZV: Fahrzeugverband
GHS: Gehäuse
GL: Gleis
HL: Hauptluftleitung
KKP: Kugelköpfe
LAG: Längenausgleich
LST: Lagerstangen
ME1: erstes Messergebnis
ME2: zweites Messergebnis
RWA: Anlegebezogener Referenzwert
RWL: Lösebezogener Referenzwert
TE1: erste Teileinheit
TE2: zweite Teileinheit
ZPR: Zentraler Prozessor
ZSE: Zentrale Speichereinrichtung
L1 ... L4: Leitung
RV: Reservoir
BZL1 ... BZL2: Bremszylinder
BSV: Bremssteuerventil
AAN: Anlegeanforderung
LAN: Löseanforderung
BP: Bremsperiode
NO: Oberes Niveau
NU: Unteres Niveau

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10 2021 203 122 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Durchführen einer Bremsprobe in einem Fahrzeugverband (FZV) spurgeführter Fahrzeuge (FZ), bei dem in jedem Fahrzeug mit mindestens einem Sensor ein den Bremszustand beschreibender Messwert erzeugt wird und dieser rechnergestützt mit mindestens einem vorgegebenen Referenzwert verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Zeitbedarf zum Anlegen der Bremsen in jedem Fahrzeug (FZ) des Fahrzeugverbandes (FZV) gemessen wird, indem die Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt einer Anlegeanforderung zum Anlegen der Bremsen und einem Zeitpunkt des Erreichens eines anlegebezogenen Referenzwertes ermittelt wird, b) ein Fehlersignal (ERR) erzeugt wird, wenn der Zeitbedarf zum Anlegen der Bremsen einen vorgegebenen anlegebezogenen Maximalwert (AMX) überschreitet, und/oder dass c) der Zeitbedarf bis zum Lösen der Bremsen in jedem Fahrzeug des Fahrzeugverbandes gemessen wird, indem die Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt einer Löseanforderung zum Lösen der Bremsen und einem Zeitpunkt des Erreichens eines lösebezogenen Referenzwertes ermittelt wird, d) ein Fehlersignal (ERR) erzeugt wird, wenn der Zeitbedarf zum Lösen der Bremsen einen vorgegebenen lösebezogenen Maximalwert (LMX) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (DSN1, DSN2) den in einem pneumatischen Aktuatorsystem herrschenden Druck misst.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Drucksensor als erster Drucksensor (DSN1) den in einer Hauptluftleitung herrschenden Druck misst.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Fahrzeug ein erster Drucksensor (DSN1) den in der Hauptluftleitung herrschenden Druck misst.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Fahrzeug ein zweiter Drucksensor (DSN2) den in einem Aktuator in Form eines als erster Bremszylinder (BZL1) ausgeführten Pneumatikzylinders zur Betätigung der Bremse herrschenden Druck misst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Fahrzeug ein dritter Drucksensor (DSN3) den in einem Aktuator in Form eines als zweiter Bremszylinder (BZL2) ausgeführten Pneumatikzylinders zur Betätigung der Bremse herrschenden Druck misst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Sensoren ein Geometriesensor (GSN) ist, der eine geometrische Zustandsgröße in der Bremsmechanik misst oder eine Kraftsensor ist, die eine im Bremsgestänge auftretende Kraft misst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zeitpunkt der Anlegeanforderung ein Anlegebefehl für die Bremse und/oder als Zeitpunkt der Löseanforderung ein Lösebefehl für die Bremse verwendet wird.
Fahrzeug (FZ), welches mit anderen Fahrzeugen (FZ) zu einem spurgeführten Fahrzeugverband (FZV) kuppelbar ist, e) mit mindestens einem Sensor, durch den ein den Bremszustand beschreibender Messwert erzeugbar ist, f) mit einer Rechenumgebung (RU), die eingerichtet ist, rechnergestützt den Messwert mit mindestens einem vorgegebenen Referenzwert zu vergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenumgebung (RU) außerdem dazu eingerichtet ist, die beiden Schritte a) und b) und/oder die beiden Schritte c) und d) gemäß Anspruch 1 durchzuführen.
Computerprogrammprodukt, enthaltend Programmbefehle, die durch einen Computer ausführbar sind, derart, dass das Verfahren rechnergestützt nach einem der Ansprüche 1-8 durchgeführt wird.
Computerlesbares Speichermedium, enthaltend Daten, welche als Datensätze vom Speichermedium gespeichert werden, derart, dass die Datensätze das Computerprogrammprodukt nach dem letzten voranstehenden Anspruch ausführbar machen.