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ES2610024T3 - Dispositivo de válvula de control para un freno de vehículo sobre raíles - Google Patents

Dispositivo de válvula de control para un freno de vehículo sobre raíles Download PDF

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ES2610024T3
ES2610024T3 ES13722425.9T ES13722425T ES2610024T3 ES 2610024 T3 ES2610024 T3 ES 2610024T3 ES 13722425 T ES13722425 T ES 13722425T ES 2610024 T3 ES2610024 T3 ES 2610024T3
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ES
Spain
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valve device
control
control valve
pressure
valve
Prior art date
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Active
Application number
ES13722425.9T
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Rasel
Marc-Oliver Herden
Achim VOLLMER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

Dispositivo de válvula de control (47) para una instalación de freno neumática (10) de alta disponibilidad para un vehículo sobre raíles, con - una entrada de aire comprimido que está unida o puede unirse a una salida de un dispositivo de válvula de accionamiento (44), y a través de la cual puede alimentarse una presión de entrada definida (Cv1max) al dispositivo de válvula de control (47); - una salida de aire comprimido que está unida o puede unirse a un dispositivo de válvula de relé (24), y a través de la cual puede alimentarse una presión de salida (Cv1) al dispositivo de válvula de relé (24); y - una entrada de seguridad, que está unida o puede unirse a una fuente de aire comprimido (44, 20); caracterizado porque el dispositivo de válvula de control (47) en una primera posición de conmutación une por fluido la entrada de seguridad a la salida de aire comprimido y, en una segunda posición de conmutación, une por fluido la entrada de aire comprimido a la salida de aire comprimido; en donde el dispositivo de válvula de control (47) está configurado para en la segunda posición de conmutación, a medida de un dispositivo de control (52), modificar la presión de entrada para proporcionar la presión de salida.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de valvula de control para un freno de vehlcuio sobre ralles
La presente invencion hace referencia a un dispositivo de valvula de control para una instalacion de freno neumatica de alta disponibilidad para un vehlculo sobre ralles, a una instalacion de freno neumatica para un vehlculo sobre ralles y a un vehlculo sobre ralles.
Los vehlculos sobre ralles presentan con frecuencia instalaciones de freno neumaticas, que pueden transformar una presion de frenado en una accion de frenado. Un freno neumatico asume a este respecto normalmente la funcion de un freno de servicio, que puede llevar a cabo un frenado controlado o regulado. Por motivos de seguridad esta previsto un freno con una disponibilidad particularmente elevada, que pueda llevar a cabo un frenado tambien por ejemplo en el caso de averla de una alimentacion de corriente. Este freno es proporcionado con frecuencia a traves del dispositivo de frenado neumatico, que se equipa para ello con unos elementos neumaticos adecuados para asegurar la alta disponibilidad y puede compartir con el freno de servicio determinados elementos como depositos de aire comprimido, conductos y dispositivos de frenado. A este respecto la activacion o el accionamiento del freno con una elevada disponibilidad es particularmente robusta(o) y fiable y es capaz de funcionar, incluso en el caso de una averla de dispositivos de control y de un sistema electronico. Un freno de alta disponibilidad normalmente ya esta disenado durante su desarrollo para, incluso en el caso de fluctuaciones de las caracterlsticas de frenado causadas por el funcionamiento, poder proporcionar un retardo nominal definido.
Un sistema de frenado de este tipo se conoce de la publicacion US 2010/0072809 A1.
Un objeto de la presente invencion consiste en mejorar un dispositivo de valvula de control de presion previa para un dispositivo de frenado de alta disponibilidad.
Este objeto es resuelto mediante las caracterlsticas de las reivindicaciones independientes.
De las reivindicaciones dependientes se deducen configuraciones y perfeccionamientos ventajosa(o)s de la invencion.
En el marco de esta descripcion un vehlculo sobre ralles puede designar uno o mas vagones con o sin accionamiento propio y/o un vehlculo tractor en cualquier combinacion. Un vehlculo sobre ralles puede presentar en particular automotores. En general dos componentes neumaticos, como por ejemplo conductos y dispositivo de ventilacion, pueden considerarse que estan unidos entre si si un fluido, en particular aire comprimido, puede circular entre los mismos. Dos componentes neumaticos puede considerarse que pueden unirse entre ellos si, mediante un conexionado y/o ajuste apropiado de uno o varios componentes neumaticos, puede alcanzarse un estado, en el que los componentes estan unidos entre ellos. Ademas de esto unos componentes electricos, electronicos o electroneumaticos puede considerarse que estan unidos o pueden unirse entre ellos, si puede fluir entre ellos una corriente electrica o pueden conectarse componentes de tal manera, que puede fluir entre ellos una corriente electrica. Una instalacion de freno puede presentar uno o varios dispositivos de frenado, que pueden estar repartidos por uno o varios vagones. Un dispositivo de frenado puede estar previsto para transformar una presion de frenado mediante friccion en una accion de frenado, que puede generarse mediante un dispositivo de frenado por friccion adecuado. Un dispositivo de frenado por friccion de este tipo puede accionarse mediante la presion de frenado, de tal manera que es presionado contra un componente rotatorio como una rueda o un disco de freno, para generar una accion de frenado. Un dispositivo de frenado puede ser en particular un freno de calzo o un freno de disco, o bien un freno mixto de calzo/disco. Puede estar previsto un conducto de control, que puede extenderse por todo el vehlculo. Un conducto de control puede estar configurado para transmitir una senal, en particular una senal de activacion para activar un frenado. La senal de control puede ser una senal electrica o neumatica. De forma correspondiente, la senal de activacion puede ser una senal electrica o neumatica. Una senal puede obtenerse por ejemplo mediante una variacion de tension, por ejemplo una calda de tension o un aumento de tension, o bien mediante una variation de presion, por ejemplo una calda de presion o un aumento de presion. Una senal puede estar modulada por anchura de impulso. Tambien es concebible que, a traves de un conducto de control, se transmitan simultaneamente varias senales, por ejemplo por medio de que estas se superpongan o anadan a un conducto electrico. Una instalacion de freno neumatica puede estar configurada para, basandose en una senal transmitida mediante un conducto de control, por ejemplo una senal de activacion o una senal de frenado, proporcionar una presion de control previa. La presion de control previa puede ser proporcionada desde un deposito de presion de control previa apropiado y, dado el caso, a traves de unos dispositivos de valvula y unos componentes neumaticos o electroneumaticos adecuados. La instalacion de freno puede estar configurada para conducir la presion de control previa hasta un dispositivo de valvula de rele. Un dispositivo de valvula de rele puede estar configurado para transformar una presion de control previa en una presion de frenado, que puede alimentarse a uno o varios dispositivos de frenado para su accionamiento. El dispositivo de valvula de rele puede estar configurado en particular para aplicar una presion de control previa a un mayor volumen de aire y/o para ajustar la presion de frenado en funcion de la presion de control previa. De este modo puede generarse una presion de frenado deseada mediante la provision y/o el control de la presion de control previa con unos componentes neumaticos o electroneumaticos
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relativamente pequenos. El dispositivo de valvula de control puede estar unido o unirse a un deposito de aire comprimido, para aplicar la presion de control previa. Una instalacion de freno neumatica puede presentar una funcionalidad de frenado de servicio y usarse como freno de servicio la cual, en ciertas circunstancias, puede emplearse con instalaciones de freno adicionales como por ejemplo frenos de ralles magneticos y/o frenos dinamicos para el frenado controlado de un vehlculo sobre ralles. Para ello puede estar previsto un dispositivo de valvula de freno principal controlable mediante un dispositivo de control que permita, durante el frenado, controlar y/o regular una presion de control previa. A causa de los multiples componentes, en particular para el control, un freno de servicio puede ser muy sensible con respecto a una averla de componentes. Por motivos de seguridad una instalacion de freno neumatica puede presentar una funcionalidad de alta disponibilidad y ser una instalacion de freno de alta disponibilidad. Una instalacion de freno de alta disponibilidad puede estar configurada para, al accionarse, generar con garantla una accion de frenado definida y/o una presion de frenado definida. Un frenado llevado a cabo mediante una instalacion de freno de alta disponibilidad o mediante una funcionalidad de alta disponibilidad puede ser un frenado de emergencia o un frenado rapido, y/o recibir el nombre en general de frenado de seguridad. La presion de frenado definida y/o la accion de frenado definida puede determinarse al activarse con base en una curva caracterlstica y depender, por ejemplo, de parametros como la masa del vehlculo sobre ralles y una velocidad al activar el frenado. Una instalacion de freno de alta disponibilidad de alta disponibilidad puede estar configurada para proporcionar tambien la presion de frenado definida y/o la accion de frenado definida con independencia, o en el caso de averla, de otras instalaciones de freno del vehlculo sobre ralles y/o en el caso de averla de una alimentacion de corriente o de un dispositivo de valvula de freno principal. La presion de frenado definida para una funcionalidad de alta disponibilidad y/o la accion de frenado definida puede determinarse durante el desarrollo del vehlculo, para conseguir para el frenado un retardo del vehlculo medio deseado. Puede estar previsto en particular que para un frenado de emergencia este definido un retardo nominal, que debe conseguirse mediante la presion de frenado definida y/o la accion de frenado definida. Para un frenado de seguridad puede estar previsto que el retardo nominal no este controlado y/o no este sometido a una variacion en el tiempo. La instalacion de freno puede estar configurada para proporcionar una determinada presion de control previa, para alcanzar la presion de frenado definida y/o el retardo nominal. Puede estar previsto un dispositivo de activacion para activar un frenado de seguridad. El dispositivo de activacion puede accionarlo un conductor manualmente y estar configurado por ejemplo como palanca o boton. Es concebible que el dispositivo de activacion presente una posicion para una activacion del frenado y una posicion en la que el frenado no esta activado y/o se interrumpe. Puede estar previsto en particular que el dispositivo de activacion no presente ninguna posicion intermedia para controlar la accion de frenado. Es concebible que el dispositivo de activacion este unido y/o pueda unirse a un dispositivo de control y/o a un dispositivo de valvula de accionamiento a traves de un conducto de control. En general una instalacion de frenado neumatica de alta disponibilidad puede presentar un dispositivo de valvula de accionamiento, que puede estar configurado para activar un frenado, a traves de un conducto de control, a medida de un dispositivo de activacion. Puede estar previsto que la instalacion de freno de alta disponibilidad active automaticamente un frenado en el caso de una averla importante de la instalacion de freno, por ejemplo si se interrumpe un conducto de aire principal. El dispositivo de valvula de accionamiento puede presentar una entrada y una salida. A traves de la entrada el dispositivo de valvula de accionamiento puede estar unido o unirse al deposito de aire comprimido. La salida puede estar unida o unirse a un dispositivo de valvula de rele, para proporcionar una presion de control previa, a traves de un conducto de presion de control previa y dado el caso otros dispositivos de valvula. Puede estar previsto en particular que al dispositivo de valvula de accionamiento este previamente o posteriormente conectada una valvula de limitacion de presion. Una valvula de limitacion de presion de este tipo puede estar tambien integrada en el dispositivo de valvula de accionamiento. El dispositivo de valvula de accionamiento puede activarse electrica o neumaticamente a traves de un conducto de control, por ejemplo mediante un dispositivo de activacion. El dispositivo de valvula de accionamiento puede presentar una salida de ventilacion. El dispositivo de valvula de accionamiento puede presentar en general una valvula de 3/2 vlas. Es concebible que el dispositivo de valvula de accionamiento en una primera posicion de conmutacion una la entrada a la salida y bloquee la salida de ventilacion. Puede definirse una direccion de flujo de la instalacion de freno que discurra en general desde un deposito de presion, a traves de un dispositivo de valvula de accionamiento, hasta un dispositivo de valvula de rele. De forma correspondiente puede estar dispuesto un dispositivo de valvula de rele aguas debajo de un dispositivo de valvula de accionamiento.
La invencion hace referencia a un dispositivo de valvula de control para una instalacion de freno neumatica de alta disponibilidad para un vehlculo sobre ralles, con una entrada de aire comprimido que esta unida o puede unirse a una salida de un dispositivo de valvula de accionamiento, y a traves de la cual puede alimentarse una presion de entrada definida al dispositivo de valvula de accionamiento, as! como con una salida de aire comprimido que esta unida o puede unirse a un dispositivo de valvula de rele, y a traves de la cual puede alimentarse una presion de salida al dispositivo de valvula de rele. El dispositivo de valvula de control presenta ademas una entrada de seguridad, que esta unida o puede unirse a una fuente de aire comprimido; en donde el dispositivo de valvula de control en una primera posicion de conmutacion une por fluido la entrada de seguridad a la salida de aire comprimido y, en una segunda posicion de conmutacion, une por fluido la entrada de aire comprimido a la salida de aire comprimido. El dispositivo de valvula de control esta configurado para en la segunda posicion de conmutacion, a medida de un dispositivo de control, modificar la presion de entrada para proporcionar la presion de salida. El dispositivo de valvula de control puede estar dispuesto de este modo entre el dispositivo de valvula de rele y el dispositivo de valvula de accionamiento y modificar una presion de entrada, proporcionada por el dispositivo de valvula de accionamiento. La presion de salida puede alimentarse al dispositivo de valvula de rele como presion de
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control previa. De este modo es posible un frenado de seguridad controlado. En particular es posible compensar las fluctuaciones de la potencia de frenado de dispositivos de frenado individuales, producidas durante el funcionamiento de un vehlculo sobre ralles. Estas fluctuaciones pueden producirse por ejemplo a causa de la abrasion de la guarnicion de freno, diametros de rueda variables o variaciones en los grados de eficacia de los generadores de fuerza de frenado de los dispositivos de frenado. Debido a que tales fluctuaciones pueden compensarse en funcionamiento, se facilita el desarrollo y las autorizaciones de instalaciones de freno y vehlculos sobre ralles. El dispositivo de valvula de control puede presentar una o varias valvulas. Las valvulas del dispositivo de valvula de control puede estar activadas electrica o neumaticamente separadas unas de otras, por ejemplo mediante un dispositivo de control apropiado, que puede ser un dispositivo de control electronico. El dispositivo de valvula de control puede presentar en particular una valvula de adaptation, que puede activarse electrica o neumaticamente. Una valvula de adaptacion puede presentar una entrada y una salida. La entrada puede usarse como entrada de aire comprimido del dispositivo de valvula de control. Es concebible que una valvula de adaptacion este configurada para adaptar una presion aplicada a su entrada, que puede ser la presion de entrada del dispositivo de valvula de control, y transmitir la presion adaptada a traves de su salida. Una valvula de adaptacion puede presentar en particular una salida de ventilation accionable electrica o neumaticamente, a traves de la cual puede reducirse una presion aplicada a la entrada. Una valvula de adaptacion puede estar configurada como valvula de 3/2 vlas, por ejemplo como una valvula magnetica. En la primera position de conmutacion del dispositivo de valvula de control, la valvula de adaptacion puede estar conmutada en una posicion de ventilacion, de tal manera que una su entrada a su salida de ventilacion y bloquee su salida. En la segunda posicion de conmutacion del dispositivo de valvula de control la valvula de adaptacion puede estar conmutada en una posicion de paso, de tal manera que una su entrada a su salida y/o se conmute alternativamente entre la posicion de paso y la posicion de ventilacion, para transmitir una menor presion. A la valvula de adaptacion puede estar posteriormente conectada una valvula de seguridad, de tal manera que una entrada de la valvula de seguridad este o pueda estar unida a la salida de la valvula de adaptacion. La valvula de seguridad puede presentar una salida, que este unida a la entrada de la valvula de seguridad en una posicion de paso de la valvula de seguridad. Ademas de esto la valvula de seguridad puede presentar una entrada de seguridad, la cual puede estar bloqueada en una posicion de paso de la valvula de seguridad. La entrada de seguridad de una valvula de seguridad puede estar unida o unirse a una fuente de presion y, de este modo, considerarse una entrada de seguridad del dispositivo de valvula de control. Una valvula de seguridad puede estar configurada como valvula de 3/2 vlas, en particular como valvula magnetica. En una posicion de seguridad de la valvula de seguridad su entrada puede estar unida a la entrada de seguridad, mientras que su entrada esta bloqueada. La valvula de seguridad puede estar configurada de tal manera, que sin una activation externa adopte la posicion de seguridad, por ejemplo mediante una pretension apropiada a traves de un muelle. Es concebible que la entrada de una valvula de seguridad actue como salida de aire comprimido del dispositivo de valvula de control. En la primera posicion de conmutacion del dispositivo de valvula de control puede estar conmutada una valvula de seguridad en la posicion de seguridad. Es concebible que en la segunda posicion de conmutacion del dispositivo de valvula de control la valvula de seguridad este conmutada en la posicion de paso, por ejemplo mediante una activacion apropiada. La valvula de adaptacion y la valvula de seguridad puede estar reunidas, en caso de existir, para formar una unidad constructiva o estar configuradas separadas una de la otra. El dispositivo de valvula de control puede estar unido o unirse a un dispositivo de control de presion, que puede ser un dispositivo de control electronico. El dispositivo de valvula de control puede comprender el dispositivo de control de presion. El dispositivo de control de presion puede estar configurado para activar el dispositivo de valvula de control, en particular una valvula de adaptacion y/o una valvula de seguridad. El dispositivo de valvula de control puede presentar uno o varios sensores de presion y/o estar unido o poder unirse a tales sensores. Un dispositivo de control de presion puede estar configurado para recibir senales desde el o los sensores y activar el dispositivo de valvula de control, basandose en estas senales. Un sensor de presion puede estar dispuesto por ejemplo de tal manera que pueda detectar una presion de salida del dispositivo de valvula de control por ejemplo aguas abajo de la salida de aire comprimido y/o entre una valvula de adaptacion y una valvula de seguridad. El dispositivo de control de presion puede estar unido o unirse, a traves de un conducto de control, a un dispositivo de activacion de la instalacion de freno, para recibir una senal de accionamiento. Alternativa o adicionalmente el dispositivo de control de presion puede estar unido o unirse a traves de un conducto de control de adaptacion a un dispositivo de control de adaptacion, que puede ser un dispositivo de control electronico. Un dispositivo de control de adaptacion puede estar configurado para detectar, durante un frenado de seguridad, un retardo real del vehlculo sobre ralles y compararlo con un retardo nominal. Para ello el dispositivo de control de adaptacion puede estar unido o unirse por ejemplo a unos sensores apropiados, por ejemplo sensores de velocidad y/o sensores de inercia y/o sensores de aceleracion, y/o al dispositivo de activacion. El dispositivo de control de adaptacion puede estar configurado para proporcionar una senal de adaptacion a traves del conducto de control de adaptacion. El dispositivo de control de presion puede estar configurado para activar el dispositivo de valvula de control, basandose en la senal de adapatacion, para por ejemplo aumentar la presion de salida, si el retardo real es menor que el retardo nominal. De este modo puede conseguirse de forma sencilla un control del frenado de seguridad, para compensar fenomenos de desgaste y fluctuaciones en la instalacion de freno. El dispositivo de valvula de control puede reequiparse facilmente en sistemas existentes. Es concebible que el dispositivo de valvula de control este configurado a modo de modulo y/o como unidad constructiva. El dispositivo de valvula de control puede estar unido o unirse a un modulo de monitorizacion, que puede estar configurado formando parte del dispositivo de control de presion o separado del mismo. El modulo de monitorizacion puede estar configurado para detectar errores a la hora de adaptar la presion de salida, por ejemplo debido a que parezca una presion insuficiente. Para ello el modulo de monitorizacion puede estar unido a uno o varios sensores de presion, por ejemplo a los sensores de presion ya citados. Tambien es
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concebible que el modulo de monitorizacion este unido a otros sensores de presion, para permitir una redundancia durante la monitorizacion de la presion. El modulo de monitorizacion puede estar configurado para activar el dispositivo de valvula de control, y en particular dejar que el dispositivo de valvula de control se conmute de la primera posicion de conmutacion a la segunda posicion de conmutacion, solamente si no existe ningun error. El modulo de monitorizacion puede estar unido o unirse al conducto de control de adaptacion y/o al conducto de control. El modulo de monitorizacion puede estar configurado en particular para activar una valvula de seguridad, y conmutar entre la posicion de paso y la posicion de seguridad. De este modo puede aumentarse la seguridad de funcionamiento de la instalacion de freno. La fuente de presion puede proporcionar una presion de control maxima admisible definida, que puede proporcionarse en la primera posicion de conmutacion del dispositivo de valvula de control como presion de salida y, de este modo, como eficaz presion de control previa. En la segunda posicion de conmutacion del dispositivo de valvula de control la presion de control previa puede adaptarse, en particular reducirse. Durante un frenado de seguridad con un dispositivo de valvula de control operativo puede controlarse de este modo la presion de control previa, en donde la presion de control previa es inferior a la presion de control previa maxima. Si se averla el dispositivo de valvula de control, se hace efectiva la presion de control previa maxima. La presion de control previa maxima puede ser superior a una presion de control previa proporcionada normalmente para un frenado de seguridad, para permitir un aumento de la accion de frenado.
La entrada de valvula de seguridad puede estar unida o unirse por fluido, a traves de un conducto de derivacion, a la salida de valvula de accionamiento. De este modo la salida del dispositivo de valvula de accionamiento se usa como fuente de aire comprimido. La presion de control previa maxima puede determinarse de este modo facilmente a traves del dispositivo de valvula de accionamiento y/o del deposito de aire comprimido unido al mismo.
Puede estar previsto que el dispositivo de valvula de control presente una salida de ventilacion, a traves de la cual pueda reducirse la presion de entrada para obtener la presion de salida. La salida de ventilacion puede proporcionarse mediante una salida de ventilacion de una valvula de adaptacion.
El dispositivo de valvula de control puede estar configurado para adoptar, sin activacion, la primera posicion de conmutacion. Puede estar previsto en particular que una valvula de seguridad este pretensada de tal manera, que pase a la posicion de seguridad sin una activacion opuesta. Una valvula de adaptacion puede estar configurada para pasar a la posicion de ventilacion, en la primera posicion de conmutacion del dispositivo de valvula de control. Pueden estar previstos unos dispositivos de muelle correspondientes para proporcionar una tension previa.
El dispositivo de valvula de accionamiento puede comprender una valvula de frenado de emergencia, una valvula de frenado rapido o una valvula de control de frenado de un freno de servicio. De este modo pueden utilizarse valvulas ya existentes, lo que facilita en particular un reequipamiento del dispositivo de valvula de control.
Es concebible que el dispositivo de valvula de control este configurado para modificar la presion de entrada, basandose en una senal de adaptacion transmitida a traves de un conducto de control de adaptacion. La senal de adaptacion puede establecerse basandose en una comparacion del retardo real con un retardo nominal. Ademas de esto el dispositivo de valvula de control puede presentar un dispositivo de control, que este configurado para recibir datos desde al menos otro sensor del vehlculo sobre ralles o al menos otro dispositivo de control del vehlculo sobre ralles, a partir de los cuales se deduzca una accion de frenado real, en particular el retardo que se produce y se ha producido realmente del vehlculo sobre ralles, en donde el dispositivo de control esta configurado para establecer la senal de adaptacion sobre la base de los datos recibidos desde el al menos otro sensor del vehlculo sobre ralles o desde al menos otro dispositivo de control del vehlculos sobre ralles. Por medio de esto puede modificarse la fuerza de inmovilizacion del freno seguro dentro de un margen limitado. De este modo el sistema de frenado puede adaptarse a las fluctuaciones de parametros del sistema de frenado. La adaptacion se realiza por ejemplo mediante una senal de modification correspondiente para todo el tren y se monitoriza, en el plano del vagon, mediante la tecnica conocida como “watchdog” correspondiente como una unidad de control. El estado a prueba de fallos (del ingles fail-safe) puede ser de este modo la maxima fuerza de inmovilizacion necesaria y con ello la maxima presion de frenado. En este ejemplo de realization es particularmente ventajoso que se simplifique la autorizacion de los vehlculos. Tambien pueden utilizarse dentro del posible margen de adaptacion diferentes guarniciones, al menos para el tren. Tambien puede realizarse por ejemplo como hasta ahora la aplicacion del estado del freno seguro. La adaptacion del sistema de frenado se realiza por ejemplo mediante un conducto adicional para todo el tren (como modificacion del freno seguro), as! como mediante un dispositivo de monitorizacion correspondiente.
El dispositivo de valvula de control puede presentar una funcion de limitation de presion, de forma preferida una funcion de limitacion de presion controlable. La funcion de limitacion de presion puede proporcionarse por ejemplo mediante una activacion apropiada de una valvula de adaptacion, mediante un dispositivo de control de presion. De este modo puede prescindirse de una valvula de limitacion de presion adicional, que esta posteriormente conectada habitualmente a un dispositivo de valvula de accionamiento.
En un perfeccionamiento el dispositivo de valvula de control puede presentar un modulo de monitorizacion, que permita conmutar el dispositivo de valvula de control entre la primera y la segunda posicion de conmutacion. El modulo de monitorizacion aumenta la seguridad en funcionamiento. El modulo de monitorizacion puede estar
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configurado en particular para proporcionar un estado a prueba de fallos, en el que existe una maxima presion de control previa.
La invencion hace referencia ademas a una instalacion de freno neumatica para un vehlculo sobre ralles, que presenta una funcion de alta disponibilidad y comprende un dispositivo de valvula de control aqul descrito. La instalacion de freno puede presentar un dispositivo de control de adaptacion aqul descrito y/o una o varias conductos de control y/o uno o varios depositos de aire comprimido y/o un dispositivo de activacion y/o uno o varios dispositivos de frenado y/o uno o varios dispositivos de valvula de rele y/o uno o varios dispositivos de valvula de accionamiento. La instalacion de freno puede presentar una funcionalidad de frenado de servicio. Pueden estar previstos conductos de presion de control previa separados para la funcionalidad de frenado de servicio y la funcionalidad de alta disponibilidad. Es concebible que los dispositivos de valvula de control aqul descritos esten previstos para un vagon.
Ademas de esto, la invencion hace referencia a un vehlculo sobre ralles con un dispositivo de valvula de control aqul descrito y/o una instalacion de freno neumatica aqul descrita.
A continuacion se explica a modo de ejemplo la invencion haciendo referencia al dibujo adjunto, con base en una forma de realizacion preferida.
Aqul muestra:
la figura 1, esquematicamente, un ejemplo de una instalacion de freno neumatica de un vehlculo sobre ralles.
La figura 1 muestra un ejemplo de una instalacion de freno 110 neumatica representada esquematicamente de un vehlculo sobre ralles, que esta representado simbolicamente por un vagon 12. La instalacion de freno 10 presenta un dispositivo de activacion 14, que en este ejemplo se ha representado como una palanca de freno. El dispositivo de activacion 14 esta unido a un conducto de control 16. Si se acciona el dispositivo de activacion 14 por parte de un usuario, por ejemplo un conductor del vehlculo sobre ralles, se transmite a traves del conducto de control 16 una senal de activacion. En el ejemplo mostrado en la figura 1 el conducto de control 16 es un conducto electrico. Tambien es concebible que el conducto de control sea un conducto de fluido, por ejemplo un conducto neumatico. El conducto de control 16 puede ser en particular un conducto de aire principal de una instalacion de freno indirecta de un vehlculo sobre ralles. Esta previsto ademas un conducto de control de adaptacion 18, que en este ejemplo tambien esta configurada como conducto electrico. Tambien es concebible que el conducto de control de adaptacion 18 sea un conducto de presion, por ejemplo un conducto neumatico. La instalacion de freno 10 presenta ademas uno o varios depositos de presion 20. El deposito de presion 20 puede presentar en particular uno o varios recipientes, en los que esta almacenada una reserva de presion a una presion de control previa maxima Cv1mx, para la activacion de una funcion de alta disponibilidad de la instalacion de freno. Esta previsto un conducto de presion de control previa 22, a traves del cual puede unirse una valvula de rele 24 mediante conduccion de fluido al deposito de aire comprimido 20. Entre la valvula de rele 24 y el deposito de aire comprimido 20 estan dispuestos varios dispositivos de valvula. La valvula de rele 24 esta unida ademas, a traves de otro conducto 26, al deposito de aire comprimido 20. La valvula de rele 24 esta configurada para proporcionar una presion de frenado C, basandose en una presion de control previa Cv1 proporcionada a traves del conducto de presion de control previa 22. A este respecto la valvula de rele 24 puede transformar la presion de control previa Cv1 directamente en una presion de frenado C o intensificar la presion de control previa Cv1. La valvula de rele 24 esta unida ademas, a traves de un conducto de presion de frenado 28, a un dispositivo de frenado 30. A traves del conducto de presion de frenado 28 puede alimentarse la presion de frenado C al dispositivo de frenado 30, que puede transformar la presion de frenado C en una accion de frenado. En el conducto de presion de frenado 28 esta prevista una valvula de descarga 32 de un dispositivo de proteccion contra deslizamiento 34. El dispositivo de proteccion contra deslizamiento 34 presenta ademas un dispositivo de control 36, que permite activar la valvula de descarga 32 con base en los datos proporcionados por un dispositivo de deteccion de resbalamiento 38. El dispositivo de deteccion de resbalamiento 38 esta unido a uno o varios sensores del numero de revoluciones de rueda 40, y esta configurado para, basandose en senales del dispositivo del numero de revoluciones de rueda 40, determinar un estado de deslizamiento o resbalamiento de una o varias ruedas. Si se determina un estado de deslizamiento o resbalamiento, el dispositivo de control activa la valvula de descarga 32 para reducir la presion de frenado que actua sobre el dispositivo de frenado 30, por ejemplo mediante una ventilacion activada periodicamente del conducto de presion de frenado 28 a traves de la valvula de descarga 32. Ademas de esto esta previsto un dispositivo de control dr adaptacion 42. El dispositivo de control de adaptacion 42 esta configurado para, en el caso de una activacion de un frenado a traves del dispositivo de activacion 14, determinar una adaptacion dado el caso necesaria de la presion de frenado o de la presion de control previa. Para ello el dispositivo de control de adaptacion 42 esta unido al dispositivo de activacion 14 y puede recibir senales, que afectan a un accionamiento del dispositivo de activacion 14 para activar una funcion de frenado de alta disponibilidad o un frenado de seguridad. A un frenado de seguridad estan ligados un retardo nominal prefijado y una presion de frenado nominal o presion de control previa nominal correspondiente, Ademas de esto, el dispositivo de control 42 esta configurado para recibir datos desde otros sensores del vehlculo sobre ralles u otros dispositivos de control del vehlculo sobre ralles, a partir de los cuales se deduce una accion de frenado real, en particular el retardo que se produce y se ha producido realmente del vehlculo sobre ralles, es decir, el retardo real.
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El dispositivo de control de adaptacion 42 puede establecer en particular si un retardo real se corresponde con un retardo nominal. Si el dispositivo de control de adaptacion 42 determina que el retardo real es inferior que el retardo nominal, transmite una senal de adaptacion a traves del conducto de control de adaptacion 18. Basandose en la senal de adaptacion puede realizarse una modificacion de la presion de control previa. En el conducto de presion de control previa 22 esta previsto un dispositivo de valvula de accionamiento 44. El dispositivo de valvula de accionamiento 44 esta configurado para, basandose en una senal procedente de la conducto de control 16, aplicar una funcion de frenado de alta disponibilidad de la instalacion de freno 10. En el estado de normalidad, es decir, si no esta activada la funcion de frenado de alta disponibilidad, el dispositivo de valvula de accionamiento 44 ventila el conducto de control 22 y bloquea en particular la union al deposito de aire comprimido. Si se aplica una senal de activacion al conducto de control 16, el dispositivo de valvula de accionamiento 44 establece una union su salida y el deposito de aire comprimido 20 y bloquea la ventilacion. A la salida del dispositivo de valvula de accionamiento 44 puede estar unida dentro del conducto de control 22 una valvula de limitation de presion 46, la cual puede reducir a una medida prefijada la presion que fluye por la misma. De este modo puede asegurarse que en el conducto 22 impera solamente una presion de control previa maxima Cv1max, determina a traves de la valvula de limitacion de presion 46. La valvula de limitacion de presion 46 es evidentemente opcional. Entre la salida de la valvula de limitacion de presion 46 y una entrada de presion de control previa de la valvula de rele 24 esta conectado un dispositivo de valvula de control 47. El dispositivo de valvula de control 47 comprende en este ejemplo una valvula de adaptacion 48, a la que esta posteriormente conectada aguas abajo una valvula de seguridad 50. Esta previsto ademas un dispositivo de control de presion 52, que hace posible activar la valvula de adaptacion 48, basandose en senales procedentes del conducto de control 16 y del conducto de control de adaptacion 18. El dispositivo de control de presion 52 esta configurado en particular para ventilar el conducto de control 22 a traves de la valvula de adaptacion 48, para reducir la presion de control previa proporcionada a traves de las valvulas 44 y 46. Si a traves del conducto de control de adaptacion 18 se activa un aumento de la presion de control previa, puede reducirse la medida de la ventilacion del conducto de presion de control previa 22. Esta previsto ademas un modulo de monitorizacion 56, el cual hace posible activar la valvula de seguridad 50. Ademas de esto esta previsto un dispositivo de sensor de presion 58, que hace posible detectar la presion en el conducto de presion de control previa 22 aguas debajo de la valvula de adaptacion 48. En este ejemplo el dispositivo de sensor 58 esta unido al dispositivo de control de valvula 52 y al modulo de monitorizacion 56 para la transmision de datos. Evidentemente tambien es concebible que al dispositivo de control 52 y al modulo 56 esten asociados respectivamente unos dispositivos de sensor de presion separados. De este modo puede mejorarse la redundancia del sistema, importante para la seguridad. La valvula de seguridad 50 esta unida a traves de un conducto de seguridad 60 a un punto del conducto de presion de control previa 22, que esta situado aguas arriba de la valvula de adaptacion 48 y de este modo esta unido o puede unirse a una salida del dispositivo de valvula de accionamiento 44. El modulo de monitorizacion 56 esta configurado para monitorizar el modo de funcionamiento del dispositivo de valvula de control 47. Si se produce un fallo, por ejemplo se averla la alimentation de corriente o por ejemplo el conducto de control de adaptacion 18, el modulo de monitorizacion 56 activa la valvula de seguridad 50 para que bloquee su entrada unida a la valvula de adaptacion 48 y establezca una union entre el conducto de presion 60 y su salida. De este modo puede transmitirse a la valvula de rele 24 la presion proporcionada a traves del dispositivo de valvula de accionamiento de frenado 44, limitada eventualmente mediante el dispositivo de valvula 46. El dispositivo de valvula de accionamiento 44 presenta una entrada, una salida y una salida de ventilacion. En funcionamiento normal la entrada esta unida a la salida de ventilacion y la salida esta bloqueada. Si se activa el dispositivo de valvula de accionamiento 44 para accionar una funcion de frenado de alta disponibilidad, se establece una union de fluido entre la entrada y la salida y se bloquea la ventilacion. La valvula de limitacion de presion 46 presenta tambien una entrada, una salida y una ventilacion. Si la presion proporcionada por el dispositivo de valvula de accionamiento de frenado 44 supera una medida predeterminada, la valvula de limitacion de presion 46 la limita a un valor dado Cv1max. El dispositivo de valvula de accionamiento 44 puede comprender una valvula neumatica o una electroneumatica, por ejemplo una valvula magnetica. Esta previsto que el dispositivo de valvula de accionamiento 44 este configurado para, en un estado sin corriente o en un estado en el que no se alimente ninguna presion de control a traves de un conducto de control 16 neumatico, unir entre si la entrada y la salida y bloquear la ventilacion, de tal manera que se aplique un frenado de alta disponibilidad, si se averla la alimentacion de tension o se produce un dano en el conducto de control 16. La valvula de adaptacion 48 puede estar configurada como valvula activable, por ejemplo como valvula controlable previamente o como valvula magnetica. Puede presentar una entrada, una salida y una salida de ventilacion. La entrada esta unida a la salida de la valvula de limitacion de presion 46 a traves del conducto de control 22. La salida de la valvula de adaptacion 48 esta unida a una entrada de la valvula de seguridad 50. La valvula de seguridad 50 puede presentar una entrada, una salida y una entrada de seguridad. A traves de la entrada de seguridad la valvula de seguridad 50 esta unida o puede unirse al conducto de aire comprimido 60. La salida de la valvula de seguridad 50 esta unida a una entrada de la valvula de rele 24. En una primera position de conmutacion del dispositivo de valvula de control 47, la valvula de seguridad 50 esta conmutada en la posicion de seguridad, y la valvula de adaptacion 48 puede estar conmutada a la posicion de ventilacion. De este modo se evita el dispositivo de valvula de control 47, en particular la valvula de adaptacion 48, y se asegura que se aplique la maxima presion de control previa a la valvula de rele 24. En la segunda posicion de conmutacion del dispositivo de valvula de control 47 la valvula de seguridad 50 y la valvula de adaptacion 48 se encuentran en la posicion de paso, de tal manera que puede adaptarse la presion de control previa.
En otras palabras, el planteamiento presentado anteriormente, conforme al ejemplo de realization descrito, puede resumirse o explicarse como sigue.
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En un sistema de frenado con frenos de friccion existe el estado del freno seguro. Dentro de este estado se pretende que el sistema de frenado alcance, controlado mediante curvas caracterlsticas, un retardo momentaneo medio del vehlculo. A causa de fluctuaciones de parametros dentro del sistema de frenado se producen fluctuaciones del retardo momentaneo del vehlculo. Los parametros conocidos esenciales son aqul por ejemplo un valor de friccion de la guarnicion de freno, un grado de eficacia del generador de fuerza de frenado y/o un diametro de rueda.
Estas fluctuaciones del retardo de vehlculo conducen a una fluctuacion de los recorridos de frenado. En particular las fluctuaciones del valor de friccion de la guarnicion dependientes del punto de trabajo, como por ejemplo una masa a retardar y/o una velocidad inicial de frenado, conducen despues en parte, para la autorizacion del vehlculos, a una busqueda de un compromiso para el valor medio asumido de la friccion de la guarnicion para todos los escenarios. Sobre esta base se realiza despues una modificacion del calculo del freno y con ello una adaptacion de las curvas caracterlsticas para el freno seguro. Aqul pueden ser necesarias posiblemente tambien varias iteraciones.
Ademas de esto las elevaciones excesivas del valor de friccion de la guarnicion locales, por ejemplo a causa de la velocidad, si por medio de ello se supera el uso admisible de la union positiva de forma entre rueda y rail, pueden conducir a un alargamiento del recorrido de frenado, ya que como consecuencia deberla reducirse todo el nivel de retardo del freno. Al final se realiza una autorizacion/valoracion del vehlculo para uno o dos guarniciones de freno, mediante la solucion de los problemas antes citados.
A este respecto en los sistemas convencionales un freno seguro esta controlado por curvas caracterlsticas, en donde un retardo momentaneo medio fluctuaba sobre la base de las magnitudes de influencia antes citadas.
Con el planteamiento aqul presentado puede modificarse en general la fuerza de inmovilizacion del freno seguro dentro de un margen limitado, para que el sistema de frenado pueda adaptarse a las fluctuaciones de parametros del sistema de frenado. La adaptacion se realiza en especial mediante una senal de modificacion correspondiente para todo el tren y se monitoriza en el plano del vagon mediante un watchdog correspondiente, como el dispositivo de valvula de control 47. El estado a prueba de fallos se consigue cuando se alcanzan la maxima fuerza de inmovilizacion necesaria y de este modo la maxima presion de frenado.
El planteamiento aqul presentado es particularmente ventajoso debido a que se simplifica la autorizacion de los vehlculos. Asimismo pueden utilizarse dentro del posible margen de adaptacion diferentes guarniciones, al menos para el tren. Tambien puede realizarse como hasta ahora la aplicacion del estado del freno seguro. La adaptacion del sistema de frenado se realiza por ejemplo mediante un conducto adiciona en todo el tren (como modificacion del freno seguro) as! como un dispositivo de monitorizacion correspondiente.
En un ejemplo de realizacion particularmente ventajoso de la presente invencion puede realizarse la aplicacion de un freno(ado) seguro a traves de la senal safeBrake 16 de la fig. 1, en donde de este modo se genera un valor de senal en este conducto de Cvl max. Esto se corresponde con el estado de la tecnica. Asimismo puede establecerse una senal de correccion para todo el tren Adaptvalue (senal 18 de la fig. 1) a partir de A_set (calculo del freno) y A_Car. Una aplicacion, en el plano del vagon, de la presion de frenado necesaria momentanea Cvl adapt sobre la base de la senal AdaptValue 18 mediante CvCrt (unidad 52 de la fig. 1). Aqul se tratan en una conexion modificada senales de componentes presentes en el estado de la tecnica.
Tambien se realiza una monitorizacion local del vagon (es decir, limitada a un vagon del vehlculo sobre ralles) de Cv1adapt como senal entre las unidades 48 y 50 de la fig. 1, mediante el modulo de monitorizacion dPmax (unidad 56 de la fig. 1). El modulo de monitorizacion 56 (dPmax) obtiene tambien las informaciones sobre el estado de las senales SafeBrake 16 y AdaptValue 18 y monitoriza Cv1adapt para comprobar si es correcta la transformacion. El modulo dPmax (56) puede pasar el sistema al estado a prueba de fallos Cv1 = Cv1 max.
La transformacion de la senal Cv1 en la senal C1 a traves de la valvula de rele 24, as! como la adaptacion de la senal C1 en la union en arrastre de fuerza entre la rueda y el rail a la senal Cwsp 28, mediante la unidad de proteccion contra deslizamiento 38 (WSP), se ha representado aqul para que sea mas completo.
Lista de slmbolos de referencia
10 Instalacion de freno
12 Vagon
14 Dispositivo de activacion
16 Conducto de control
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Conducto de control de adaptacion Deposito de aire comprimido Conducto de presion de control previa Valvula de rele Conducto de aire comprimido Conducto de presion de frenado Dispositivo de frenado Valvula de descarga
Dispositivo de proteccion contra deslizamiento
Dispositivo de control
Dispositivo de detection de resbalamiento
Dispositivo de sensor del numero de revoluciones
Dispositivo de control de adaptacion
Dispositivo de valvula de accionamiento
Valvula de limitation de presion
Dispositivo de valvula de control
Valvula de adaptacion
Valvula de seguridad
Dispositivo de control de presion
Modulo de monitorizacion
Dispositivo de sensor de presion
Conducto de derivation

Claims (10)

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    10
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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo de valvula de control (47) para una instalacion de freno neumatica (10) de alta disponibilidad para un vehlcuio sobre ralles, con
    - una entrada de aire comprimido que esta unida o puede unirse a una salida de un dispositivo de valvula de accionamiento (44), y a traves de la cual puede alimentarse una presion de entrada definida (Cvlmax) al dispositivo de valvula de control (47);
    - una salida de aire comprimido que esta unida o puede unirse a un dispositivo de valvula de rele (24), y a traves de la cual puede alimentarse una presion de salida (Cv1) al dispositivo de valvula de rele (24); y
    - una entrada de seguridad, que esta unida o puede unirse a una fuente de aire comprimido (44, 20); caracterizado porque
    el dispositivo de valvula de control (47) en una primera posicion de conmutacion une por fluido la entrada de seguridad a la salida de aire comprimido y, en una segunda posicion de conmutacion, une por fluido la entrada de aire comprimido a la salida de aire comprimido;
    en donde el dispositivo de valvula de control (47) esta configurado para en la segunda posicion de conmutacion, a medida de un dispositivo de control (52), modificar la presion de entrada para proporcionar la presion de salida.
  2. 2. Dispositivo de valvula de control segun la reivindicacion 1, en donde la entrada de se seguridad esta unida o puede unirse a traves de un conducto de derivacion (60), por fluido, a la salida del dispositivo de valvula de accionamiento (44).
  3. 3. Dispositivo de valvula de control segun la reivindicacion 1 o 2, en donde el dispositivo de valvula de control (47) presenta una salida de ventilacion, a traves de la cual puede reducirse la presion de entrada (Cv1max) para obtener la presion de salida (Cv1).
  4. 4. Dispositivo de valvula de control segun una de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de valvula de control (47) esta configurado para adoptar, sin activacion, la primera posicion de conmutacion.
  5. 5. Dispositivo de valvula de control segun una de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de valvula de accionamiento (44) comprende una valvula de frenado de emergencia, una valvula de frenado rapido o una valvula de control de frenado de un freno de servicio.
  6. 6. Dispositivo de valvula de control segun una de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de valvula de control (47) esta configurado para modificar la presion de entrada, basandose en una senal de adaptacion transmitida a traves de una conducto de control de adaptacion (18), y/o en donde el dispositivo de valvula de control (47) presenta un dispositivo de control (42), que este configurado para recibir datos desde al menos otro sensor del vehlculo sobre ralles o al menos otro dispositivo de control del vehlculo sobre ralles, a partir de los cuales se deduce una accion de frenado real, en particular el retardo que se produce y ha producido realmente del vehlculo sobre ralles, en donde el dispositivo de control esta configurado para establecer la senal de adaptacion sobre la base de los datos recibidos desde el al menos otro sensor del vehlculo sobre ralles o desde al menos otro dispositivo de control del vehlculos sobre ralles.
  7. 7. Dispositivo de valvula de control segun una de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de valvula de control (47) presenta una funcion de limitacion de presion, de forma preferida una funcion de limitacion de presion controlable.
  8. 8. Dispositivo de valvula de control segun una de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de valvula de control (47) presenta un modulo de monitorizacion (56), que permite conmutar el dispositivo de valvula de control (47) entre la primera y la segunda posicion de conmutacion.
  9. 9. Instalacion de freno neumatica (10) para n vehlculo sobre ralles, que presenta una funcionalidad de alta disponibilidad, y comprende un dispositivo de valvula de control (47) segun una de las reivindicaciones 1 a 8.
  10. 10. Vehlculo sobre ralles con un dispositivo de valvula de control (47) segun una de las reivindicaciones 1 a 8 y/o una instalacion de freno neumatica (10) segun la reivindicacion 9.
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