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WO2019042860A1 - Elektro-mechanischer bremsaktuator mit nachspeisung für eine feststellbremse eines schienenfahrzeugs - Google Patents

Elektro-mechanischer bremsaktuator mit nachspeisung für eine feststellbremse eines schienenfahrzeugs Download PDF

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Publication number
WO2019042860A1
WO2019042860A1 PCT/EP2018/072768 EP2018072768W WO2019042860A1 WO 2019042860 A1 WO2019042860 A1 WO 2019042860A1 EP 2018072768 W EP2018072768 W EP 2018072768W WO 2019042860 A1 WO2019042860 A1 WO 2019042860A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressing
brake
locking
electro
pressing part
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/072768
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Süßmann
Christian Mosbach
Marc-Gregory Elstorpff
Claus Müller
Alexander Jung
Original Assignee
Knorr-Bremse Systeme für 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
Application filed by Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH
Priority to EP18765569.1A priority Critical patent/EP3676142A1/de
Priority to CN201880056123.3A priority patent/CN111051165B/zh
Publication of WO2019042860A1 publication Critical patent/WO2019042860A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2127/00—Auxiliary mechanisms
    • F16D2127/06—Locking mechanisms, e.g. acting on actuators, on release mechanisms or on force transmission mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to an electro-mechanical brake actuator for a parking brake of a rail vehicle according to the preamble of
  • Claim 1 and a method for operating an electro-mechanical
  • Such electro-mechanical brake actuators can be operated either passively or actively.
  • Fig. 2 shows a passively operated brake actuator, the Anpressteil 4 for
  • the means 1, 2 for moving the Anpressteils 4 has an energy storage 2, such as a spring store, which presses the Anpressteil 4 to the brake disc 5, and by an actuator 1 such as an electro-mechanical force generator, a pneumatic cylinder or a Hydraulic cylinder is actuated when releasing the parking brake so that the Anpressteil 4 away from the brake disc 5.
  • an actuator 1 such as an electro-mechanical force generator, a pneumatic cylinder or a Hydraulic cylinder is actuated when releasing the parking brake so that the Anpressteil 4 away from the brake disc 5.
  • Fig. 3 shows an actively operated brake actuator, the Anpressteil 4 for
  • an actuator-operated brake mechanism 3 as a means for moving the pressing member 4 on or away from the brake disc 5 and a locking device 7 which is configured to lock the pressing member 4 fixed to the brake disc 5.
  • Pressing part 4 can be, for example, a linear motor, a spindle drive or an electromechanical force generator, a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder.
  • EP 2 826 684 B1 describes a lockable brake actuator for a
  • This brake actuator has a Anpressteil which is pressed against a brake disc, a means for moving the Anpressteil to or from the brake disk, and a locking device configured to lock the press against the brake disk in a stationary manner.
  • Brake actuator sufficiently elastic lever mechanisms that can compensate for the thermal contraction or expansion due to their elasticity. It is the object of the present invention to provide an electro-mechanical
  • Brake actuator for a parking brake of a rail vehicle with the features of claim 1 and by the method for operating an electromechanical brake actuator for a parking brake of a rail vehicle having the features of claim 8.
  • the present invention is developed as defined in the subclaims.
  • Rail vehicle has a Anpressteil for pressing against a brake disc; Means for moving the pressing member to or from the brake disc; and a
  • Locking device which is configured to lock the pressing part stationary on the brake disc.
  • a make-up device comprising: a lock release device configured to release the lock of the pressing part on the brake disk if a predetermined make-up condition is satisfied;
  • Make-up device is configured to provide the means for moving the
  • a minimum braking force regardless of external influences such as a thermal contraction can be ensured without a complex configuration with sufficiently elastic lever mechanisms must be used.
  • the electro-mechanical brake actuator further has a
  • a contact force detecting device configured to detect an actual pressing force between the pressing part and the brake disk;
  • a comparing device configured to compare the detected actual pressing force with a target pressing force; wherein the predetermined make-up condition is satisfied when a difference between the actual pressing force and the target pressing force exceeds a first threshold, so that the lock releasing device releases the locking of the pressing member on the brake disk;
  • Make-up device is configured to provide the means for moving the
  • the make-up device is configured to cause the locking device to fixedly lock the pressing member to the brake disk when the difference between the actual pressing force and the target pressing force falls below a second threshold value and the pressing member is unlocked by the lock releasing device.
  • the pressing force detecting device may be configured to continuously detect the pressing force. This ensures that a sudden change in the braking force can be corrected immediately. Alternatively, the contact force can be detected clocked. Thus, computing power and energy can be saved because the make-up device is not operated continuously.
  • the railroad vehicle electromechanical brake actuator preferably has a timing device configured to measure a predetermined time interval, wherein the predetermined makeover condition is met when the predetermined time interval has elapsed.
  • a timing device configured to measure a predetermined time interval, wherein the predetermined makeover condition is met when the predetermined time interval has elapsed.
  • this can Not only be maintained at a passive operated brake actuator, the desired contact force for any period of time.
  • the means for moving the pressing member may be an electromechanical
  • the passive means for moving the Anpressteils may have a spring as energy storage, which releases the braking force when activated.
  • An actuator loads the spring accumulator when releasing the brake to move the Anpressteil of the brake disc away.
  • Rail vehicle to be determined. This can be effected, for example, by the rail vehicle having an air spring and a converter unit. The more heavily the rail vehicle is loaded, the stronger the air spring is compressed and provides a corresponding pressure. The converter unit converts this pressure into a corresponding load signal. Alternatively or additionally, the desired contact pressure in response to a slope of a track on which the rail vehicle has an air spring and a converter unit. The more heavily the rail vehicle is loaded, the stronger the air spring is compressed and provides a corresponding pressure. The converter unit converts this pressure into a corresponding load signal. Alternatively or additionally, the desired contact pressure in response to a slope of a track on which the
  • Rail vehicle is located, and / or a number of desired or
  • the desired contact pressure force can always be the maximum possible contact pressure of the brake actuator.
  • Brake actuator for a parking brake of a rail vehicle comprises the following steps: releasing the locking of the pressing part on the brake disc, if a predetermined make-up condition is met; Moving the pressing part with unlocked pressing part; and again fixed locking of the pressing on the brake disc.
  • FIG. 1 shows an electro-mechanical brake actuator for a parking brake of a rail vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a passively operated electro-mechanical brake actuator according to the
  • Fig. 1 shows an electro-mechanical brake actuator for a parking brake of a rail vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the electro-mechanical brake actuator has a pressing member 4 for pressing against a brake disk 5, means 1, 2, 3 for moving the pressing member 4 to or from the brake disk 5, and a locking device 7 configured to fix the pressing member 4 to lock on the brake disc 5.
  • the means 1, 2, 3 for moving the pressing member 4 may comprise, for example, an actuator 1 such as an electromechanical actuator.
  • an energy store 2 is provided, which can provide an electric current.
  • the means 1, 2, 3 for moving the Anpressteils 4 a brake mechanism 3, which couples the actuator 2 with the Anpressteil 4. According to the present invention, the
  • Brake actuator further comprises a make-up device 6, 7, 8, comprising: a pressing force detecting device 6 configured to detect an actual pressing force F between the pressing part 4 and the brake disk 5, a comparing device 8 configured to detected actual pressing force F to compare with a target pressing force, and a locking release device 7, 8, which is configured to release the locking of the pressing part 4 on the brake disc 5, if a difference between the actual contact force F and the target Contact pressure exceeds a first threshold and thus the predetermined
  • make-up device 6, 7, 8 is configured to actuate the means 1, 2, 3 for moving the pressing part 4 with the pressing part 4 unlocked by the locking releasing device 7, 8 so that the actual contact force F approaches the target contact force.
  • a difference between the actual pressing force F and the target pressing force is a second threshold
  • Locking device 7 for stationary locking of the pressing part 4 on the brake disc 5 to cause.
  • the second threshold may be equal to the first threshold.
  • a hysteresis can be provided between the two.
  • the brake actuator may further include a timing device (not shown) configured to measure a predetermined time interval to perform the operation of the make-up device 6, 7, 8 in the predetermined time interval.
  • a timing device (not shown) configured to measure a predetermined time interval to perform the operation of the make-up device 6, 7, 8 in the predetermined time interval.
  • Make-up device 6, 7, 8 is not operated continuously.
  • the pressing force detecting device 6 may be configured to detect the pressing force F continuously or clocked. This ensures that a sudden change in the contact force F can be corrected immediately.
  • the means 1, 2, 3 for moving the pressing part 4 can be operated either actively or passively.
  • the active means 1, 2, 3 for moving the pressing member 4 has a spindle drive as the actuator 1 and a power supply as the
  • the active means 1, 2, 3 for moving the pressing member 4 may alternatively be a linear motor be formed, which is energized in its activation and presses the Anpressteil 4 against the brake disc 5.
  • the passive means 1, 2, 3 for moving the Anpressteils 4 may have a spring as the energy storage 2, which releases the braking force F when activated.
  • An actuator can charge the spring accumulator 2 when releasing the brake, so that the pressing part 4 releases from the brake disc 5 or moves away.
  • the desired contact pressure can additionally be determined as a function of a load of the
  • Rail vehicle to be determined. This may be effected, for example, by the rail vehicle having an air spring and a transducer unit (not shown). The more heavily the rail vehicle is loaded, the stronger the air spring is compressed and provides a corresponding pressure. The converter unit converts this pressure into a corresponding load signal. As a result, even more accurate make-up can be achieved.
  • the desired pressing force may be determined as a function of a loading of the rail vehicle, a gradient of a track on which the rail vehicle is located, and / or a number of desired or functional brake actuators of the rail vehicle.
  • the operation of the electro-mechanical brake actuator for a parking brake of a rail vehicle comprises the following steps: releasing the locking of the pressing part 4 on the brake disk 5, if the predetermined make-up condition is met; Moving the Anpressteils 4 with unlocked Anpressteil 4; and again fixed locking of the pressing part 4 to the brake disc. 5

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektro-mechanischen Bremsaktuator mit Nachspeisung für eine Feststellbremse eines Schienenfahrzeugs und ein entsprechendes Verfahren. Der elektro-mechanische Bremsaktuator hat ein Anpressteil (4) zum Anpressen an eine Bremsscheibe (5); Mittel (1, 2, 3) zum Bewegen des Anpressteils (4) an die oder von der Bremsscheibe (5); eine Verriegelungsvorrichtung (7), die dazu konfiguriert ist, das Anpressteil (4) ortsfest an der Bremsscheibe (5) zu verriegeln; und eine Nachspeisungsvorrichtung (6, 7, 8), die eine Verriegelungslösevorrichtung (7, 8) hat, die dazu konfiguriert ist, die Verriegelung des Anpressteils (4) an der Bremsscheibe (5) zu lösen, falls eine vorbestimmte Nachspeisungsbedingung erfüllt ist; wobei die Nachspeisungsvorrichtung (6, 7, 8) dazu konfiguriert ist, das Mittel (1, 2, 3) zum Bewegen des Anpressteils (4) bei durch die Verriegelungslösevorrichtung (7, 8) entriegeltem Anpressteil (4) zu betätigen und die Verriegelungsvorrichtung (7) wieder zum ortsfesten Verriegeln des Anpressteils (4) an die Bremsscheibe (5) zu veranlassen.

Description

BESCHREIBUNG
Elektro-mechanischer Bremsaktuator mit Nachspeisung für eine
Feststellbremse eines Schienenfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektro-mechanischen Bremsaktuator für eine Feststellbremse eines Schienenfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1 und auf ein Verfahren zum Betreiben eines elektro-mechanischen
Bremsaktuators für eine Feststellbremse eines Schienenfahrzeugs gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 8. Derartige elektro-mechanische Bremsaktuatoren können entweder passiv oder aktiv betrieben werden.
Fig. 2 zeigt einen passiv betriebenen Bremsaktuator, der ein Anpressteil 4 zum
Anpressen an eine Bremsscheibe 5; Mittel 1 , 2 zum Bewegen des Anpressteils 4 an die oder von der Bremsscheibe 5 weg und eine Verriegelungsvorrichtung 7 aufweist, die dazu konfiguriert ist, das Anpressteil 4 ortsfest an der Bremsscheibe 5 zu verriegeln. Das Mittel 1 , 2 zum Bewegen des Anpressteils 4 hat einen Energiespeicher 2, wie zum Beispiel einen Federspeicher, der das Anpressteil 4 an die Bremsscheibe 5 drückt, und der durch einen Aktuator 1 wie zum Beispiel einen elektro-mechanischen Krafterzeuger, einen Pneumatikzylinder oder einen Hydraulikzylinder beim Lösen der Feststellbremse so betätigt wird, das sich das Anpressteil 4 von der Bremsscheibe 5 entfernt.
Fig. 3 zeigt einen aktiv betriebenen Bremsaktuator, der ein Anpressteil 4 zum
Anpressen an eine Bremsscheibe 5; eine aktuatorbetätigte Bremsmechanik 3 als ein Mittel zum Bewegen des Anpressteils 4 an die oder von der Bremsscheibe 5 weg und eine Verriegelungsvorrichtung 7 aufweist, die dazu konfiguriert ist, das Anpressteil 4 ortsfest an der Bremsscheibe 5 zu verriegeln. Das Mittel 3 zum Bewegen des
Anpressteils 4 kann zum Beispiel ein Linearmotor, ein Spindeltrieb oder ein elektro- mechanischer Krafterzeuger, ein Pneumatikzylinder oder ein Hydraulikzylinder sein.
EP 2 826 684 B1 beschreibt einen verriegelbaren Bremsaktuator für eine
Feststellbremse eines Schienenfahrzeugs. Dieser Bremsaktuator hat ein Anpressteil, das an eine Bremsscheibe angepresst wird, ein Mittel zum Bewegen des Anpressteils an die oder von der Bremsscheibe, und eine Verriegelungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, das Anpressteii ortsfest an der Bremsscheibe zu verriegeln. Wenn die Feststellbremse eingelegt werden soll, werden zunächst aktiv Bremskräfte aufgebaut, und dann wird das an die Bremsscheibe gedrückte Anpressteil verriegelt. Damit bei verriegelter Feststellbremse eine konstante Bremskraft auch bei thermischer
Kontraktion oder Ausdehnung der Reibpartner gewährleistet ist, hat dieser
Bremsaktuator hinreichend elastische Hebelmechaniken, die aufgrund ihrer Elastizität die thermische Kontraktion oder Ausdehnung ausgleichen können. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektro-mechanischen
Bremsaktuator für eine Feststellbremse eines Schienenfahrzeugs und ein Verfahren zum Betreiben eines elektro-mechanischen Bremsaktuators für eine Feststellbremse eines Schienenfahrzeugs vorzusehen, bei denen die Konfiguration des Bremsaktuators vereinfacht ist. Diese Aufgabe wird gelöst durch den elektro-mechanischen
Bremsaktuator für eine Feststellbremse eines Schienenfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch das Verfahren zum Betreiben eines elektro- mechanischen Bremsaktuators für eine Feststeilbremse eines Schienenfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Die vorliegende Erfindung ist so weitergebildet, wie es in den Unteransprüchen definiert ist.
Der elektro-mechanische Bremsaktuator für eine Feststellbremse eines
Schienenfahrzeugs hat ein Anpressteil zum Anpressen an eine Bremsscheibe; Mittel zum Bewegen des Anpressteils an die oder von der Bremsscheibe; und eine
Verriegelungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, das Anpressteil ortsfest an der Bremsscheibe zu verriegeln. Darüber hinaus ist eine Nachspeisungsvorrichtung vorgesehen, die folgendes aufweist: eine Verriegelungslösevorrichtung, die dazu konfiguriert ist, die Verriegelung des Anpressteils an der Bremsscheibe zu lösen, falls eine vorbestimmte Nachspeisungsbedingung erfüllt ist; wobei die
Nachspeisungsvorrichtung dazu konfiguriert ist, das Mittel zum Bewegen des
Anpressteils bei durch die Verriegelungslösevorrichtung entriegeltem Anpressteil zu betätigen und die Verriegelungsvorrichtung wieder zum ortsfesten Verriegeln des Anpressteil an die Bremsscheibe zu veranlassen. In vorteilhafter Weise kann auf diese Weise eine Mindestbremskraft ungeachtet von äußeren Einflüssen wie zum Beispiel einer thermischen Kontraktion gewährleistet werden, ohne dass eine aufwendige Konfiguration mit hinreichend elastischen Hebelmechaniken verwendet werden muss.
Vorzugsweise hat der elektro-mechanische Bremsaktuator des Weiteren eine
Anpresskrafterfassungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, eine Ist-Anpresskraft zwischen dem Anpressteil und der Bremsscheibe zu erfassen; eine
Vergleichsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, die erfasste Ist-Anpresskraft mit einer Soll- Anpresskraft zu vergleichen; wobei die vorbestimmte Nachspeisungsbedingung erfüllt ist, wenn eine Differenz zwischen der Ist-Anpresskraft und der Soll- Anpresskraft einen ersten Schwellwert überschreitet, so dass die Verriegelungslösevorrichtung die Verriegelung des Anpressteils an der Bremsscheibe löst; wobei die
Nachspeisungsvorrichtung dazu konfiguriert ist, das Mittel zum Bewegen des
Anpressteils bei durch die Verriegelungslösevorrichtung entriegeltem Anpressteil so zu betätigen, dass sich die Ist-Anpresskraft der Soll-Anpresskraft annähert; und die Nachspeisungsvorrichtung dazu konfiguriert ist, die Verriegelungsvorrichtung zum ortsfesten Verriegeln des Anpressteils an die Bremsscheibe zu veranlassen, wenn die Differenz zwischen der Ist-Anpresskraft und der Soll-Anpresskraft einen zweiten Schwellwert unterschreitet und das Anpressteil durch die Verriegelungslösevorrichtung entriegelt ist. Dadurch kann insbesondere aber nicht ausschließlich bei einem aktiv betriebenen Bremsaktuator die gewünschte Anpresskraft über einen beliebigen Zeitraum aufrecht erhalten werden.
Die Anpresskrafterfassungsvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, die Anpresskraft kontinuierlich erfassen. Damit ist gewährleistet, dass eine plötzliche Änderung der Bremskraft umgehend korrigiert werden kann. Alternativ kann die Anpresskraft getaktet erfasst werden. Damit kann Rechenleistung und Energie eingespart werden, da die Nachspeisungsvorrichtung nicht kontinuierlich betrieben wird.
Alternativ hat der elektro-mechanische Bremsaktuator für ein Schienenfahrzeug vorzugsweise eine Zeitmessvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, ein vorbestimmtes Zeitintervall zu messen, wobei die vorbestimmte Nachspeisungsbedingung erfüllt ist, wenn das vorbestimmte Zeitintervall verstrichen ist. Dadurch kann insbesondere aber nicht ausschließlich bei einem passiv betriebenen Bremsaktuator die gewünschte Anpresskraft über einen beliebigen Zeitraum aufrecht erhalten werden.
Das Mittel zum Bewegen des Anpressteils kann einen elektromechanischen
Spindeltrieb oder Lineartrieb aufweisen und aktiv oder passiv betrieben werden.
Das passive Mittel zum Bewegen des Anpressteils kann einen Federspeicher als Energiespeicher aufweisen, der bei seiner Aktivierung die Bremskraft freisetzt. Ein Aktuator lädt den Federspeicher beim Lösen der Bremse auf, um das Anpressteil von der Bremsscheibe weg zu bewegen.
Vorzugsweise kann die Soll-Anpresskraft in Abhängigkeit einer Beladung des
Schienenfahrzeugs bestimmt werden. Dies kann zum Beispiel dadurch bewirkt werden, dass das Schienenfahrzeug eine Luftfeder und eine Wandlereinheit aufweist. Je stärker das Schienenfahrzeug beladen ist, desto stärker wird die Luftfeder komprimiert und stellt einen entsprechenden Druck bereit. Die Wandlereinheit wandelt diesen Druck in ein entsprechendes Belastungssignal um. Alternativ oder zusätzlich kann die Soll- Anpresskraft in Abhängigkeit einer Steigung eines Gleises, auf dem sich das
Schienenfahrzeug befindet, und/oder einer Anzahl an gewünschten oder
funktionsfähigen Bremsaktuatoren des Schienenfahrzeugs bestimmt sein. Als weitere Alternative kann die Soll-Anpresskraft stets die maximal mögliche Anpresskraft des Bremsaktuators sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines elektro-mechanischen
Bremsaktuators für eine Feststellbremse eines Schienenfahrzeug weist die folgenden Schritte auf: Lösen der Verriegelung des Anpressteils an der Bremsscheibe, falls eine vorbestimmte Nachspeisungsbedingung erfüllt ist; Bewegen des Anpressteils bei entriegeltem Anpressteil; und erneutes ortsfestes Verriegeln des Anpressteils an die Bremsscheibe. Damit werden dieselben Vorteile wie bei dem elektro-mechanischen Bremsaktuator nach Anspruch 1 erreicht.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen elektro-mechanischen Bremsaktuator für eine Feststellbremse eines Schienenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 einen passiv betriebenen elektro-mechanische Bremsaktuator gemäß dem
Stand der Technik; und einen aktiv betriebenen elektro-mechanischen Bremsaktuator gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 1 zeigt einen elektro-mechanischen Bremsaktuator für eine Feststellbremse eines Schienenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der elektro-mechanische Bremsaktuator hat ein Anpressteil 4 zum Anpressen an eine Bremsscheibe 5, ein Mittel 1 , 2, 3 zum Bewegen des Anpressteils 4 an die oder von der Bremsscheibe 5, und eine Verriegelungsvorrichtung 7, die dazu konfiguriert ist, das Anpressteil 4 ortsfest an der Bremsscheibe 5 zu verriegeln. Das Mittel 1 , 2, 3 zum Bewegen des Anpressteils 4 kann zum Beispiel einen Aktuator 1 wie zum Beispiel einen elektro-mechanischen Aktuator aufweisen. Dazu ist ein Energiespeicher 2 vorgesehen, der einen elektrischen Strom bereitstellen kann. Darüber hinaus hat das Mittel 1 , 2, 3 zum Bewegen des Anpressteils 4 eine Bremsmechanik 3, die den Aktuator 2 mit dem Anpressteil 4 koppelt. Gemäß der vorliegenden Erfindung hat der
Bremsaktuator darüber hinaus eine Nachspeisungsvorrichtung 6, 7, 8, die Folgendes aufweist: eine Anpresskrafterfassungsvorrichtung 6, die dazu konfiguriert ist, eine Ist- Anpresskraft F zwischen dem Anpressteil 4 und der Bremsscheibe 5 zu erfassen, eine Vergleichsvorrichtung 8, die dazu konfiguriert ist, die erfasste Ist- Anpresskraft F mit einer Soll-Anpresskraft zu vergleichen, und eine Verriegelungslösevorrichtung 7, 8, die dazu konfiguriert ist, die Verriegelung des Anpressteils 4 an der Bremsscheibe 5 zu lösen, falls eine Differenz zwischen der Ist-Anpresskraft F und der Soll-Anpresskraft einen ersten Schwellwert überschreitet und somit die vorbestimmte
Nachspeisungsbedingung erfüllt ist. Darüber hinaus ist die Nachspeisungsvorrichtung 6, 7, 8 dazu konfiguriert, das Mittel 1 , 2, 3 zum Bewegen des Anpressteils 4 bei durch die Verriegelungslösevorrichtung 7, 8 entriegeltem Anpressteil 4 so zu betätigen, dass sich die Ist-Anpresskraft F der Soll-Anpresskraft annähert. Wenn eine Differenz zwischen der Ist-Anpresskraft F und der Soll-Anpresskraft einen zweiten Schwellwert
unterschreitet und das Anpressteil 4 durch die Verriegelungslösevorrichtung 7, 8 entriegelt ist, ist die Nachspeisungsvorrichtung 6, 7, 8 dazu konfiguriert, die
Verriegelungsvorrichtung 7 zum ortsfesten Verriegeln des Anpressteils 4 an der Bremsscheibe 5 zu veranlassen.
In vorteilhafter Weise kann auf diese Weise eine konstante Bremskraft F ungeachtet von äußeren Einflüssen wie zum Beispiel eine thermische Kontraktion oder
Ausdehnung des Anpressteils 4, der Bremsscheibe 5 oder der damit gekoppelten Bremsmechanik 3 gewährleistet werden, ohne dass hierzu eine aufwendige
Konfiguration mit hinreichend elastischen Hebelmechaniken verwendet werden muss.
Der zweite Schwellwert kann gleich dem ersten Schwellwert sein. Alternativ kann zwischen beiden eine Hysterese vorgesehen sein.
Der Bremsaktuator kann des Weiteren eine Zeitmessvorrichtung (nicht gezeigt) aufweisen, die dazu konfiguriert ist, ein vorbestimmtes Zeitintervall zu messen, um den Betrieb der Nachspeisungsvorrichtung 6, 7, 8 in dem vorbestimmten Zeitintervall durchzuführen. Damit kann Rechenleistung und Energie eingespart werden, da die
Nachspeisungsvorrichtung 6, 7, 8 nicht kontinuierlich betrieben wird. Alternativ kann die Anpresskrafterfassungsvorrichtung 6 dazu konfiguriert sein, die Anpresskraft F kontinuierlich oder getaktet zu erfassen. Damit ist gewährleistet, dass eine plötzliche Änderung der Anpresskraft F umgehend korrigiert werden kann.
Das Mittel 1 , 2, 3 zum Bewegen des Anpressteils 4 kann entweder aktiv oder passiv betrieben werden.
Im Ausführungsbeispiel hat das aktive Mittel 1 , 2, 3 zum Bewegen des Anpressteils 4 einen Spindeltrieb als den Aktuator 1 und eine Stromversorgung als den
Energiespeicher 2, der den Spindeltrieb 1 mit elektrischem Strom versorgt. Das aktive Mittel 1 , 2, 3 zum Bewegen des Anpressteils 4 kann alternativ durch einen Linearmotor gebildet sein, der bei seiner Aktivierung bestromt wird und das Anpressteil 4 gegen die Bremsscheibe 5 drückt.
Das passive Mittel 1 , 2, 3 zum Bewegen des Anpressteils 4 kann einen Federspeicher als den Energiespeicher 2 aufweisen, der bei seiner Aktivierung die Bremskraft F freisetzt. Ein Aktuator kann beim Lösen der Bremse den Federspeicher 2 aufladen, damit sich das Anpressteil 4 von der Bremsscheibe 5 löst bzw. weg bewegt.
Die Soll-Anpresskraft kann zusätzlich in Abhängigkeit einer Beladung des
Schienenfahrzeugs bestimmt werden. Dies kann zum Beispiel dadurch bewirkt werden, dass das Schienenfahrzeug eine Luftfeder und eine Wandlereinheit (jeweils nicht gezeigt) aufweist. Je stärker das Schienenfahrzeug beladen ist, desto stärker wird die Luftfeder komprimiert und stellt einen entsprechenden Druck bereit. Die Wandlereinheit wandelt diesen Druck in ein entsprechendes Belastungssignal um. Dadurch kann eine noch genauere Nachspeisung erzielt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Soll- Anpresskraft in Abhängigkeit einer Beladung des Schienenfahrzeugs, einer Steigung eines Gleises, auf dem sich das Schienenfahrzeug befindet, und/oder einer Anzahl an gewünschten oder funktionsfähigen Bremsaktuatoren des Schienenfahrzeugs bestimmt sein.
Der Betrieb des elektro-mechanischen Bremsaktuators für eine Feststellbremse eines Schienenfahrzeugs entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Lösen der Verriegelung des Anpressteils 4 an der Bremsscheibe 5, falls die vorbestimmte Nachspeisungsbedingung erfüllt ist; Bewegen des Anpressteils 4 bei entriegeltem Anpressteil 4; und erneutes ortsfesten Verriegeln des Anpressteils 4 an die Bremsscheibe 5.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Aktuator
2 Energiespeicher
3 Bremsmechanik
4 Anpressteil
5 Bremsscheibe
6 Anpresskrafterfassungsvorrichtung
7 Verriegelungsvorrichtung
8 Vergleichsvorrichtung
F Ist-Anpresskraft

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Elektro-mechanischer Bremsaktuator für eine Feststellbremse eines
Schienenfahrzeugs, mit:
einem Anpressteil (4) zum Anpressen an eine Bremsscheibe (5);
Mittel (1 , 2, 3) zum Bewegen des Anpressteils (4) an die oder von der
Bremsscheibe (5); und
einer Verriegelungsvorrichtung (7), die dazu konfiguriert ist, das Anpressteil (4) ortsfest an der Bremsscheibe (5) zu verriegeln,
gekennzeichnet durch
eine Nachspeisungsvorrichtung (6, 7, 8), die folgendes aufweist:
eine Verriegelungslösevorrichtung (7, 8), die dazu konfiguriert ist, die
Verriegelung des Anpressteils (4) an der Bremsscheibe (5) zu lösen, falls eine vorbestimmte Nachspeisungsbedingung erfüllt ist; wobei
die Nachspeisungsvorrichtung (6, 7, 8) dazu konfiguriert ist, das Mittel (1 , 2, 3) zum Bewegen des Anpressteils (4) bei durch die Verriegelungslösevorrichtung (7, 8) entriegeltem Anpressteil (4) zu betätigen und die Verriegelungsvorrichtung (7) wieder zum ortsfesten Verriegeln des Anpressteils (4) an die Bremsscheibe (5) zu veranlassen.
2. Elektro-mechanischer Bremsaktuator gemäß Anspruch 1 , des Weiteren mit:
einer Anpresskrafterfassungsvorrichtung (6), die dazu konfiguriert ist, eine Ist- Anpresskraft (F) zwischen dem Anpressteil (4) und der Bremsscheibe (5) zu erfassen; einer Vergleichsvorrichtung (8), die dazu konfiguriert ist, die erfasste Ist- Anpresskraft (F) mit einer Soll- Anpresskraft zu vergleichen; wobei
die vorbestimmte Nachspeisungsbedingung erfüllt ist, wenn eine Differenz zwischen der Ist-Anpresskraft (F) und der Soll- Anpresskraft einen ersten Schwellwert
überschreitet, so dass die Verriegelungslösevorrichtung (7, 8) die Verriegelung des Anpressteils (4) an der Bremsscheibe (5) löst;
die Nachspeisungsvorrichtung (6, 7, 8) dazu konfiguriert ist, das Mittel (1 , 2, 3) zum
Bewegen des Anpressteils (4) bei durch die Verriegelungslösevorrichtung (7, 8) entriegeltem Anpressteil (4) so zu betätigen, dass sich die Ist-Anpresskraft der Soll- Anpresskraft annähert; und die Nachspeisungsvorrichtung (6, 7, 8) dazu konfiguriert ist, die
Verriegelungsvorrichtung (7) zum ortsfesten Verriegeln des Anpressteils (4) an die Bremsscheibe (5) zu veranlassen, wenn die Differenz zwischen der Ist-Anpresskraft (F) und der Soll-Anpresskraft einen zweiten Schwellwert unterschreitet und das Anpressteil (4) durch die Verriegelungslösevorrichtung (7, 8) entriegelt ist.
3. Elektro-mechanischer Bremsaktuator gemäß Anspruch 2,
wobei die Anpresskrafterfassungsvorrichtung (6) dazu konfiguriert ist, die
Anpresskraft (F) kontinuierlich oder getaktet zu erfassen.
4. Elektro-mechanischer Bremsaktuator gemäß Anspruch 1 ,
des Weiteren mit einer Zeitmessvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, ein vorbestimmtes Zeitintervall zu messen;
wobei die vorbestimmte Nachspeisungsbedingung erfüllt ist, wenn das
vorbestimmten Zeitintervall verstrichen ist.
5. Elektro-mechanischer Bremsaktuator gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Mittel (1 , 2, 3) zum Bewegen des Anpressteils (4) vorzugsweise einen elektro-mechanischen Spindeltrieb oder einen Linearantrieb aufweist.
6. Elektro-mechanischer Bremsaktuator gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Mittel (1 , 2, 3) zum Bewegen des Anpressteils (4) aktiv betrieben wird.
7. Elektro-mechanischer Bremsaktuator gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Soll-Anpresskraft entweder als die maximal mögliche Anpresskraft des
Bremsaktuators bestimmt ist oder die Soll-Anpresskraft in Abhängigkeit einer Beladung des Schienenfahrzeugs, einer Steigung eines Gleises, auf dem sich das
Schienenfahrzeug befindet, und/oder einer Anzahl an gewünschten oder
funktionsfähigen Bremsaktuatoren des Schienenfahrzeugs bestimmt ist.
8. Verfahren zum Betreiben eines elektro-mechanischen Bremsaktuators für eine Feststellbremse eines Schienenfahrzeugs, wobei der elektro-mechanische
Bremsaktuator ein Anpressteil (4) zum Anpressen an eine Bremsscheibe (5); Mittel (1 , 2, 3) zum Bewegen des Anpressteils (4) an die oder von der Bremsscheibe (5); und eine Verriegelungsvorrichtung (7) aufweist, die dazu konfiguriert ist, das Anpressteil (4) ortsfest an der Bremsscheibe (5) zu verriegeln,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Lösen der Verriegelung des Anpressteils (4) an der Bremsscheibe (5), falls eine vorbestimmte Nachspeisungsbedingung erfüllt ist;
Bewegen des Anpressteils (4) bei entriegeltem Anpressteil (4); und
erneutes ortsfestes Verriegeln des Anpressteils (4) an die Bremsscheibe (5).
9. Verfahren zum Betreiben eines elektro-mechanischen Bremsaktuators gemäß Anspruch 8, des Weiteren mit den folgenden Schritten:
Erfassen einer Ist-Anpresskraft zwischen einem Anpressteil (4) und einer
Bremsscheibe (5) des Schienenfahrzeugs;
Vergleichen der erfassten Ist-Anpresskraft (F) mit einer Soll-Anpresskraft, wobei die vorbestimmte Nachspeisungsbedingung erfüllt ist, wenn eine Differenz zwischen der Ist- Anpresskraft (F) und der Soll- Anpresskraft einen ersten Schwellwert überschreitet, so dass die Verriegelung des Anpressteils (4) an der Bremsscheibe (5) gelöst wird;
Bewegen des Anpressteils (4) an die oder von der Bremsscheibe (5) bei durch die Verriegelungslösevorrichtung (7, 8) entriegeltem Anpressteil (4) derart, dass sich die Ist- Anpresskraft (F) der Soll- Anpresskraft annähert; und
ortsfestes Verriegeln des Anpressteils (4) an die Bremsscheibe (5), wenn eine Differenz zwischen der Ist-Anpresskraft (F) und der Soll-Anpresskraft einen zweiten Schwellwert unterschreitet und die Verriegelung des Anpressteils (4) an der
Bremsscheibe (5) gelöst ist.
10, Verfahren zum Betreiben eines elektro-mechanischen Bremsaktuators gemäß Anspruch 8, des Weiteren mit dem folgenden Schritt:
Messen eines vorbestimmten Zeitintervalls, wobei die vorbestimmte
Nachspeisungsbedingung erfüllt ist, wenn das vorbestimmte Zeitintervall verstrichen ist.
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