ITUB20152413A1

ITUB20152413A1 - Sistema pneumatico di frenatura per un veicolo ferroviario, con elettrovalvola di rilascio della frenatura.

Info

Publication number: ITUB20152413A1
Application number: ITUB2015A002413A
Authority: IT
Inventors: Roberto Tione; Andrea Cavazzin
Original assignee: Faiveley Transport Italia Spa
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2017-01-22
Also published as: EP3325320A1; BR112018001250A2; CN108137024A; JP2018523605A; EP3325320B2; ES2737826T3; US10486672B2; RU2018106343A3; US20180215365A1; CN108137024B; RU2729871C2; WO2017013610A1; BR112018001250B1; EP3325320B1; ES2737826T5; RU2018106343A; JP6959217B2

Description

''Sistema pneumatico di frenatura per un veicolo ferroviario, con elettrovalvola di rilascio della frenatura"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda in generale un sistema pneumatico di frenatura per un veicolo ferroviario .

Più specificamente 1'invenzione ha per oggetto un sistema pneumatico di frenatura del tipo comprendente un circuito pneumatico per alimentare una pressione pneumatica di frenatura ad almeno un cilindro frenante, includente

un'elettrovalvola pneumatica di carico ed un'elettrovalvola pneumatica di scarico, atte a provocare un incremento e, rispettivamente, una riduzione della pressione pneumatica agente su detto almeno un cilindro frenante, dette elettrovalvole essendo pilotate da un' unità elettronica di controllo della frenatura, e un'elettrovalvola di rilascio della frenatura atta, quando eccitata, a provocare un completo scarico della pressione pneumatica di frenatura applicata a detto almeno un cilindro frenante, indipendentemente dalla condizione di dette elettrovalvole di carico e scarico;

il sistema comprendendo inoltre una linea elettrica di soccorso sulla quale nel funzionamento normale è presente una tensione che viene meno quando viene attivata una frenatura di soccorso.

Nelle figure 1 e 2 dei disegni allegati sono schematicamente e parzialmente illustrati diversi modi di realizzazione di un sistema pneumatico di frenatura del tipo sopra indicato.

In particolare, nella figura 1 con 11 e 12 sono indicate le elettrovalvole di carico e scarico, note anche come elettrovalvole di riempimento e svuotamento, controllate da un'unità elettronica (ECU) 13, per modulare la pressione all'interno della camera pilota 14 di una valvola relè 15, la cui uscita è collegata ad un cilindro frenante 16.

Le elettrovalvole 11 e 12 sono del tipo a tre vie a due posizioni, e nella condizione diseccitata assumono la condizione illustrata nel disegno: la valvola 11 consente il passaggio di una pressione verso la camera di comando 14 della valvola relè 15, la valvola 12 è chiusa.

Nello schema secondo la figura 1 fra le elettrovalvole 11 e 12, a valle della diramazione 17 verso la valvola relè 15 è interposta un'ulteriore elettrovalvola 18 la quale, quando viene eccitata, provoca lo svuotamento totale della camera di comando 14 della valvola relè 15, quale che sia lo stato delle elettrovalvole 11 e 12, provocando il rilascio completo della frenatura. L'elettrovalvola di rilascio 18, che può essere comandata da un'unità elettronica di controllo, oppure per effetto di un comando impartito dal macchinista che guida il convoglio ferroviario, è anch'essa una valvola a tre vie a due posizioni: nella condizione diseccitata, illustrata nella figura 1, essa consente il passaggio verso la camera di comando 14 della valvola relè 15 della pressione pneumatica proveniente dall'elettrovalvola 11. Quando eccitata, la valvola 18 accoppia invece la camera di controllo 14 della valvola relè 15 con l'atmosfera, consentendone il rapido svuotamento .

Nella figura 2 è mostrato un altro schema secondo la tecnica anteriore, in cui sono illustrate due varianti: in una prima variante l'elettrovalvola di rilascio della frenatura 18 è illustrata a tratto continuo, ed è interposta tra la diramazione 17 e la camera di comando 14 della valvola relè 15, mentre nella seconda variante l'elettrovalvola 18, illustrata a tratteggio, è interposta fra la diramazione 17 e 1'ingresso dell'elettrovalvola di scarico o svuotamento 12.

In altri schemi noti, non illustrati, la pressione all'uscita della valvola di carico 11 viene inviata ad un cilindro frenante, senza l'utilizzo di una valvola relè.

Nei sistemi di frenatura parzialmente illustrati nelle figure 1 e 2 l'elettrovalvola di rilascio della frenatura 18 viene eccitata per effetto di un comando impartito dal macchinista, oppure da un'unità elettronica di controllo, nel caso si manifesti la necessità di disabilitare il freno quando questo rimanga bloccato nella condizione applicata.

In relazione allo stato dell'arte si osserva ancora che a seconda delle specifiche emesse dagli operatori ferroviari in relazione al comportamento del sistema frenante, le valvole elettropneumatiche 11 e 12 possono essere progettate secondo

una configurazione cosiddetta ''diretta", secondo la quale la valvola 11, quando diseccitata, blocca l'afflusso di aria in pressione alla camera di comando 14 della valvola relè e la valvola 12, quando diseccitata, svuota tale camera 14 verso l'atmosfera, oppure

secondo una configurazione cosiddetta "inversa", secondo la quale la valvola 11, quando diseccitata, permette l'afflusso di aria in pressione verso la camera di comando 14 della valvola relè 15, e la valvola 12, quando diseccitata, impedisce lo svuotamento di tale camera di comando verso l'atmosfera.

Una configurazione "diretta", in caso di guasto o di spegnimento dell'unità elettronica di controllo, tende a svuotare la camera di comando della valvola relè provocando un rilascio del freno, mentre una configurazione "inversa" provoca invece 1'applicazione del freno con la massima pressione di frenatura.

In caso di configurazione ''inversa" sussiste quindi il rischio che, prima che il macchinista e/o l'elettronica di controllo del veicolo possano decidere di rilasciare il freno afferente all'unità elettronica guasta o spenta, l'impianto frenante si surriscaldi, danneggiandosi, oppure si realizzi un blocco delle ruote mentre il veicolo avanza in velocità, creando cosiddetti ''spianamenti" o "piatti" sulle ruote stesse. In una tale situazione sarebbe conveniente ed auspicabile poter provocare in modo automatico il rilascio del freno prima che uno degli inconvenienti sopra descritti possa verificarsi.

Negli schemi secondo la tecnica anteriore sopradescritti la valvola di rilascio 18 una volta eccitata viene mantenuta in tale condizione sino a che la porzione dell'impianto frenante interessata dal guasto è stata completamente isolata. Tale soluzione impedisce l'uso della porzione frenante isolata, anche in caso di successiva applicazione del freno di soccorso, incrementando di conseguenza la distanza di arresto.

Pertanto, una soluzione che consenta il recupero della funzionalità frenante del circuito pneumatico in condizione di frenatura di soccorso, durante la quale la linea elettrica o loop di soccorso viene disattivato, risulterebbe estremamente innovativa ed utile.

Uno scopo della presente invenzione è dunque di mettere a disposizione una soluzione che consenta di ovviare alle problematiche sopra delineate.

Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo l'invenzione con un sistema pneumatico di frenatura del tipo inizialmente definito, caratterizzato dal fatto che

la suddetta elettrovalvola di rilascio della frenatura è accoppiata alla suddetta linea elettrica di soccorso attraverso almeno un commutatore elettrico controllato, in modo tale per cui

l'elettrovalvola di rilascio della frenatura è eccitabile mediante una chiusura comandata di detto commutatore mentre è presente tensione su detta linea elettrica di soccorso, e

detta elettrovalvola di rilascio della frenatura viene diseccitata quando detto commutatore viene aperto e quando viene meno la tensione sulla linea elettrica di soccorso, indipendentemente dalla condizione di detto commutatore.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo d'esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

le figure 1 e 2, già descritte, sono schemi che illustrano parzialmente sistemi pneumatici di frenatura secondo la tecnica anteriore;

la figura 3 è uno schema elettrico, parzialmente a blocchi, che illustra una prima soluzione secondo la presente invenzione; e

la figura 4 è uno schema elettrico, parzialmente a blocchi, che illustra una seconda soluzione secondo la presente invenzione.

Nella figura 3 con 18a è indicato l'avvolgimento o solenoide di comando dell'elettrovalvola di rilascio della frenatura 18 di uno degli schemi secondo le figure 1 e 2.

Nella soluzione secondo la figura 3 l'avvolgimento o solenoide 18a ha un capo collegato ad un conduttore di massa GND e l'altro capo accoppiato ad una linea elettrica o loop di soccorso 20 su cui, in modo per sé noto, nel funzionamento normale del sistema frenante del veicolo ferroviario è presente una tensione Vs, la quale viene meno quando viene attivata una frenatura di soccorso.

L'avvolgimento o solenoide 18a dell'elettrovalvola di rilascio della frenatura è accoppiata alla linea o loop 20 tramite un commutatore elettrico controllato, complessivamente indicato con 21.

Il commutatore 21 è di tipo normalmente chiuso e nella realizzazione esemplificativamente illustrata nella figura 3 è di tipo elettromeccanico, e comprende un contatto 21a normalmente chiuso, controllato da un avvolgimento o solenoide 21b, quest'ultimo essendo collegato fra l'uscita di un circuito driver 22 e il conduttore di massa GND. Naturalmente, in alternativa, il commutatore controllato 21 potrebbe essere di tipo statico, ad esempio un commutatore elettronico allo stato solido, pilotato attraverso un dispositivo di disaccoppiamento galvanico, ad esempio un optoisolatore.

Quando il sistema frenante opera normalmente, un'unità di controllo 113 (che può essere, o meno, l'unità 13 descritta in precedenza) applica all'ingresso del circuito di pilotaggio o driver 22 un segnale vitale tale per cui detto circuito di pilotaggio 22 mantiene il solenoide 21b eccitato, così che questo mantiene l'associato contatto mobile 2la nella posizione di apertura, mantenendo di conseguenza diseccitato l'avvolgimento o solenoide 18a dell'elettrovalvola di rilascio della frenatura 18. In tale condizione, con riferimento agli schemi delle figure 1 e 2, la valvola di rilascio della frenatura 18 non interferisce con il normale funzionamento del sistema frenante.

Quando si verifica un'anomalia di funzionamento od un guasto rilevato dall'unità di controllo 113, essa interrompe l'applicazione del segnale vitale all'ingresso del circuito di pilotaggio 22, il quale conseguentemente diseccita l'avvolgimento o solenoide 21b del commutatore controllato 21, il cui contatto mobile 2la si riporta nella normale condizione di chiusura. L'avvolgimento o solenoide 18a dell'elettrovalvola di rilascio della frenatura 18 viene allora eccitato, e tale elettrovalvola 18 provoca 1'immediato svuotamento della camera di comando o pilotaggio della valvola relè 15, rilasciando completamente il freno, evitando ogni rischio di bloccaggio.

Il sistema permane in tale situazione a meno che la linea o loop di soccorso 20 non venga deenergizzato, nel qual caso il solenoide 18a della valvola di rilascio della frenatura 18 viene allora comunque diseccitato, riportando l'impianto pneumatico di frenatura nella condizione primitiva.

Ciò risulta particolarmente favorevole nel caso di configurazione pneumatica ''inversa", in quanto restituisce al veicolo la completa forza frenante, inclusa la porzione relativa all'unità elettronica di controllo in condizione di anomalia o guasto.

Nella figura 4 è illustrata una variante di realizzazione. In tale figura a parti ed elementi già descritti sono stati attribuiti nuovamente i simboli alfa-numerici utilizzati in precedenza.

Nella soluzione secondo la figura 4 la valvola di rilascio della frenatura 18 può essere eccitata sia in conseguenza del venir meno del segnale vitale all'ingresso del circuito di pilotaggio 22, sia per effetto di una richiesta attivata dal macchinista o da una logica di controllo del veicolo, attraverso un interruttore 30 normalmente aperto, inserito in un circuito che controlla l'eccitazione di un secondo dispositivo commutatore controllato 121.

Nella realizzazione illustrata anche il commutatore 121 è di tipo elettromeccanico, e comprende un contatto mobile 12la, normalmente aperto, collegato in parallelo al contatto normalmente chiuso 21a del commutatore 21.

Il commutatore 121 comprende inoltre un avvolgimento o solenoide 121b, che controlla la posizione del contatto mobile 121a, e che è suscettibile di essere accoppiato, tramite l'interruttore 30, ad una sorgente 31 di tensione di eccitazione VE-La chiusura dell'interruttore 30, normalmente aperto, provocata direttamente dal macchinista oppure da una logica di controllo del veicolo ferroviario, provoca l'attivazione dell'elettrovalvola di rilascio della frenatura 18: quando l'interruttore 30 si chiude, l'avvolgimento o solenoide 121b del commutatore 121 viene eccitato e provoca la chiusura del contatto mobile 121a e la conseguente eccitazione dell'avvolgimento o solenoide 18a dell'elettrovalvola di rilascio 18.

Anche in questo caso la camera di pilotaggio 14 della valvola relè 15 viene svuotata in modo pressoché immediato, ed il freno viene rilasciato, evitando ogni pericolo di bloccaggio.

Il sistema permane in tale condizione, a meno che la linea o loop di soccorso 20 non venga deenergizzato, nel qual caso il solenoide 18a della valvola di rilascio della frenatura 18 viene diseccitato, riportando l'impianto pneumatico nella condizione primitiva.

Per il resto, la soluzione illustrata nella figura 4 opera come già sopra descritto in relazione alla soluzione secondo la figura 3.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attrazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1, Sistema pneumatico di frenatura per un veicolo ferroviario, comprendente un circuito pneumatico per alimentare una pressione pneumatica di frenatura ad almeno un cilindro frenante (16), includente un'elettrovalvola pneumatica di carico (11) ed un elettrovalvola pneumatica di scarico (12) atte a provocare un incremento e, rispettivamente, una riduzione della pressione pneumatica agente su detto almeno un cilindro frenante (16), dette elettrovalvole (11, 12) essendo pilotate da un'unità elettronica di controllo della frenatura (13); un'elettrovalvola di rilascio della frenatura (18) atta, quando eccitata, a provocare un completo scarico della pressione pneumatica applicata a detto almeno un cilindro frenante (16), indipendentemente dalla condizione di dette elettrovalvole di carico e scarico (11, 12); il sistema comprendendo inoltre una linea elettrica di soccorso (20) su cui nel funzionamento normale è presente una tensione (VE)che viene meno quando viene attivata una frenatura di soccorso; il sistema essendo caratterizzato dal fatto che detta elettrovalvola di rilascio della frenatura (18) è accoppiata a detta linea elettrica di soccorso (20) attraverso almeno un commutatore elettrico controllato (21), in modo tale per cui l'elettrovalvola di rilascio della frenatura (18) è eccitabile mediante una chiusura comandata di detto commutatore (21) quando è presente una tensione (VE)su detta linea elettrica di soccorso (20) e l'elettrovalvola di rilascio della frenatura (18) viene diseccitata quando detto commutatore (21) viene aperto, nonché quando viene meno la tensione (VE)sulla linea elettrica di soccorso (20) indipendentemente dalla condizione di detto commutatore (21).
2. Sistema pneumatico di frenatura secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un commutatore controllato (21) è di tipo normalmente chiuso ed è collegato a mezzi di controllo (113, 22) predisposti per fornirgli un segnale di disabilitazione suscettibile di mantenerlo aperto in una condizione di funzionamento normale del sistema, e per interrompere tale segnale di disabilitazione e consentire l'apertura di detto commutatore (21) in una condizione di malfunzionamento o guasto,
3, Sistema pneumatico di frenatura secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui in parallelo a detto almeno un commutatore (21) è collegato almeno un secondo commutatore elettrico controllato (121), di tipo normalmente aperto, suscettibile di essere comandato in chiusura per provocare l'eccitazione di detta elettrovalvola di rilascio della frenatura (18) per effetto della chiusura di un associato interruttore (30), comandabile dal macchinista e/o da un'elettronica di controllo.
4. Sistema pneumatico di frenatura per un veicolo ferroviario, sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati.