ブレーキシステム

专利摘要:
一又は複数のブレーキシリンダー（３，４）に流体的に接続されたディストリビューター（２）と、前記ディストリビューター（２）に流体的に接続されたメインブレーキパイプ（１）と、前記ディストリビューター（２）に流体的に接続された補助タンク（７）とを備えるホイールスライド保護部を有する鉄道車両用ブレーキシステム。追加タンク（２０）が設けられ、該追加タンク（２０）への及び追加タンクからの圧縮エア流れが弁（２２）によって制御可能とされ、該弁の動作はホイールスライドを検出する制御ユニットによって制御される。該制御ユニットは、ホイールスライドが検出される場合に補助タンク（７）からのエアと追加タンク（２０）からのエアとの間でエア供給を切り替えるように構成されている。
公开号:JP2011506162A
申请号:JP2010536530
申请日:2008-12-08
公开日:2011-03-03
发明作者:トーマス・アラン；ブラッドリー・ロス；ヘミングス・マーク
申请人:クノール−ブレームス レール システムス （ユーケー） リミテッド；
IPC主号:B60T8-00

专利说明:

[0001] 本発明は、ホイールスライド保護部を包含する鉄道車両用ブレーキシステムに関する。]
背景技術

[0002] 鉄道車両用ブレーキシステムは、一般的にはエアブレーキであって、シングルパイプとツインパイプのいずれのシステムもある。ホイールスライド制御やホイールスピン制御を包含するそのようなシステムが近年確立されている。ホイールスライドとホイールスピンの双方ともに、ホイールのレールとの摩擦抵抗が小さいことが原因である。ホイールスライドは一般的に鉄道車両を制動するときに生じ、ホイールスピンは鉄道車両を加速するときに生じる。]
[0003] 一般的なホイールスライド制御システムは、車両の各車軸上にある複数のセンサーを備え、該センサーは車軸の回転速度を測定するように構成されている。前記センサーはそれぞれ中央車両ブレーキ制御ユニットに接続されている。動作時、センサーの出力がブレーキ制御ユニットに供給され、制御ユニットはその出力値を隣接する車軸の出力値と比較し、その差が所定の限界を超えると許容限界内に速度が落ちるまでブレーキ圧の解除及び再適用を行う。このシステムは、実際に実証されており、ブレーキ性能を向上させ、ホイールと軌道を損傷させる確率を低減させる。ホイールの損傷は特に貨物列車で問題となり、そうでなければ可能であるよりもより低速で走行する傾向がある。]
[0004] ホイールスライド保護部は、該保護部の無い同様のシステムの４倍から１０倍、ブレーキシステムのエア消耗が増加する。これにより、特にシングルパイプブレーキシステムでは、エア消耗に応じて補助タンクのサイズを増加させる必要があるという問題を生じさせる。特にホイールスライド保護部の作動後、ブレーキシステムのチャージアップ時間もまた増加し、ブレーキ解除時間もまた増加する。]
発明が解決しようとする課題

[0005] 本発明は、補助タンクにおける増加サイズを減少させ、ホイールスライド保護部の作動後のチャージアップ時間と解除時間を改善する、ホイールスライド保護部を有する鉄道車両用ブレーキシステムを提供することを目的とする。]
課題を解決するための手段

[0006] 本発明によれば、補助タンクとメインブレーキパイプを備えるホイールスライド保護部を有する鉄道車両用ブレーキシステムが提供される。前記ブレーキパイプは、ディストリビューターに流体的に接続されており、補助タンクはディストリビューターに流体的に接続されており、ディストリビューターは一又は複数のブレーキシリンダーに流体的に接続されている。本ブレーキシステムは、追加タンクが設けられ、追加タンクへの及び追加タンクからの空気流を弁によって制御可能とされ、該弁は補助タンクから及び追加タンクから前記ブレーキへエアを供給するように構成されていることを特徴とする。]
[0007] 好ましくは、ホイールスライドが検知された場合、追加タンクからのみ前記ブレーキへエアを供給するように前記切替弁がブレーキへのエアを制御する。好ましくは、追加タンク内の圧力が所定の圧力に到達したとき、補助タンクからブレーキへエアが流れることを許容するように前記弁が切り替わる。]
[0008] 好ましくは、前記弁は、補助タンクの充填とは独立して、追加タンクの充填を制御するように構成されている。好ましくは、前記弁は、追加タンクを充填する前に補助タンクを充填するか、若しくは、優先的な比率で補助タンクを充填する。]
[0009] 好ましくは、前記弁は、別の弁、第１のポート、吸気ポート及び排気ポートを備える切替弁であり、第１のポートは追加タンクに流体的に関連し、吸気ポートは補助タンクに関連し、排気ポートはブレーキシリンダーにエアを供給するように構成され、別の弁は補助タンクに関連する吸気ポートから追加タンクに関連する前記ポートへ空気流を切り替えるように構成される。好ましくは、前記切替弁には、補助タンクから追加タンクを分離するように構成された制止弁が設けられる。]
[0010] 好ましくは、ホイールスライドがもはや検出されない場合に、前記弁が追加タンクから補助タンクに空気流を切り替える。好ましくは、前記ブレーキの解除後、補助タンク内圧力が所定の限界値に達すると、追加タンクが再充填されることを許容するように前記制止弁が開く。好ましくは、補助タンク内ブレーキ圧が所定の限界値よりも落ち込めば、ホイールスライド保護部は動作停止される。好ましくは、ダンプ弁がディストリビューターと変動負荷リレー弁との間に配置され、ダンプ弁が変動負荷リレー弁へのパイロット圧を制御する。]
発明の効果

[0011] 本発明のシステムは、より小さなタンク容量を用いることを好適に許容し、ブレーキシステムのチャージアップ時間を減少させ、ブレーキ解除時間を減少させ、本システムのエアのトータル消費量を減少させる。]
図面の簡単な説明

[0012] 図１は鉄道ブレーキシステム用の公知の構成を示す。
図２は本発明の鉄道ブレーキシステム用の構成を示す。
図３は図２及び３の構成で用いられる切り替え弁を示す。
図４は図２の構成に代わる別の構成を示す。
図５は図２の構成に代わるさらに別の構成を示す。
図６は図５のシステムの改良を示す。
図７は図２の構成に代わるさらに別の構成を示す。
図８は図５のシステムの改良を示す。
図９はさらに別の実施例を示す。] 図１ 図２ 図３ 図４ 図５ 図６ 図７ 図８ 図９
実施例

[0013] 図１は、鉄道ブレーキシステムの公知の構成の部分構成図を示す。該システムは、ブレーキディストリビューター２に流体的に関連するメインブレーキパイプ１を備える。ブレーキディストリビューター２は、管路１２を介してリレー弁３，４に流体的に接続されている。各リレー弁３，４は、それぞれのダンプ弁５，６に接続され、ダンプ弁５，６はそれぞれのブレーキシリンダー（図示せず）に接続されている。ブレーキディストリビューター２はダミーシリンダー圧力を有し、統合リレー弁機能を有する。通常、ボギー車毎に一つのリレー弁と一つのダンプ弁があるか、若しくは車軸毎に一つのダンプ弁がある。リレー弁３，４の代わりに変動負荷弁を用いることもまた知られている。] 図１
[0014] 補助タンク７は、第１の排気ポートを介してブレーキディストリビューター２に流体的に関連しているとともに、第２の排気ポートを介してリレー弁３，４のぞれぞれに流体的に関連している。補助タンク圧力は、ディストリビューター２内の逆止弁によって保護されている。実線は、シングルパイプシステムの使用時の配管を示す。破線は、第２の排気ポートで補助タンク７に接続された追加の管路９を示し、隔離栓と逆止弁１０とを有し、メインタンクパイプ１１に通じている。管路９、逆止弁１０及びメインタンク１１は、ツインパイプシステムに存在している。使用時、補助タンク７が圧縮エアの態様でブレーキに適用されるエネルギーを蓄積する。補助タンク７は、ブレーキパイプ１にエア供給をして充填される。]
[0015] 図２は本発明の第１の実施例を示し、同じ部分には同じ符号を付している。本実施例では、ホイールスライド保護部（ＷＳＰ）すなわち追加タンク２０が設けられており、追加タンク２０は管路２１を介してエア供給器又は切替弁２２の第１のポート２３に接続されている。追加タンク２０は実質的に補助タンクの容量を増加し、ホイールスライド保護部用の十分なエア容量を提供する。切替弁もまた、第２のポート２４を介して管路９と補助タンク７の第２の排気ポートに流体的に接続されている。切替弁２２の第３のポートはリレー弁３，４に流体的に接続されており、切替弁２２の第４のポート２６はブレーキディストリビューター２とリレー弁３，４との間で管路１２に流体的に接続されている。切替弁２２は、ＷＳＰブレーキ制御ユニット（図示せず）によって電気的に制御される。前記ＷＳＰタンク２０には、非常排気弁２７が設けられている。前記弁２２は、受け入れ可能な期間内で列車が出発可能なポイントで、前記ブレーキがほぼ解除されるまで前記タンク容量に優先エア供給を提供することによって本ブレーキシステムにおけるエア供給を管理する。補助タンクが要求レベルまでチャージされると、弁２２が切り替わって追加タンク２０へエアを案内する。] 図２
[0016] ダミーシリンダーやブレーキシリンダー配管内の圧力は、一方のタンクから他方のタンクへのエア供給充填の切り替えのための信号として用いることができる。弁２２は補助タンクから追加タンクへのエアの損失を防止する統合逆止弁をさらに備える。弁２２は空気圧若しくは電気的に動作される。]
[0017] 補助タンク圧力が最低限の安全性に要求される閾値に落ち込むと見なされれば、ＷＳＰの作動中、ＷＳＰ機能は両方のダンプ弁で無効とされる。この状態は、ＡＲ圧力及びＳＲ圧力がＷＳＰの作動を支持可能な所定レベルに再充填されるまで維持される。]
[0018] 上記実施例がツインパイプシステムに用いられる場合には、隔離栓と逆止弁２９とを有する別の管路２８が、ＷＳＰタンク２０と切替弁２２との間の管路２１とメインタンクパイプ１１との間の流体の流通を可能にする。この二パイプ構成においては第１のパイプがブレーキ要求を伝達し、第２の追加パイプがエア供給を行う。]
[0019] 特に好ましい実施例において、補助タンクと追加タンクは同時に使い果たされる。その代わりに、追加タンク圧力を緊急ブレーキ下限圧力よりも低くすることなどによって緊急ブレーキのために弁を補助タンクへ切り替え戻し、ホイールスライド保護部のために追加タンクへ弁を切り替えることもできるだろう。ブレーキの適用後、切替弁はエア供給部から追加タンクを遮断することによって追加タンクの前に補助タンクを充填させ、これにより許容時間内で列車が出発することを可能にする。次に弁は追加タンクを充填する状態に切り替わる。]
[0020] 図３は第１のポート２３、第２のポート２４、第３のポート２５及び第４のポート２６を有する切替弁２２の内部構造を示す。第２ポート２４は管路４０を介して第３ポートに接続され、管路４０内の２／２転換弁３０を介して空気流を制御可能としている。転換弁３０の第２吸気部は管路４３を介して第１ポート２３に接続され、転換弁３０の第２排気部はソレノイド弁３１に接続されており、該弁３１の出力は別の管路４１を介して管路４０に流体的に接続されている。低圧スイッチ３２が第２ポート２４と転換弁３０の第１吸気部との間で管路４０に配設されている。前記管路４１はさらに制止弁３３に接続されている。制止弁３３は、開き位置にあるときチョーク３４に流体連通し、閉じ位置にあるとき第４ポート２６に連通する。チョーク３４の出力は、低ＷＳＰ圧スイッチ３５が設けられた管路４２を介して第１ポート２３に流体的に接続され、前記スイッチ３５は第１ポートの吸排気流を制御する。エアが第１ポート２３から第４ポート２６へ流れるときチョーク３４をバイパスするように逆止弁２６が設けられている。] 図３
[0021] 使用時、エアはメインブレーキパイプ１からブレーキディストリビューター２及び補助タンク７を通過し、第２ポート２４を介して切替弁２２に入る。エアは開き位置にある制止弁３３及びチョークを通過して、ＷＳＰタンク２０を充填するように第１ポート２３に流通する。]
[0022] ブレーキをかけるために、ブレーキディストリビューターのダミーシリンダー圧力が、リレー弁（すなわち変動負荷弁）制御チャンバーでブレーキを起動する。エアは切替弁２２を通って補助タンク７に接続された第２ポート２４から第３ポートへ急速に流れ、リレー弁３，４を通ってブレーキシリンダーに充填される。第４ポート２６でのダミーシリンダー圧力は制止弁３３を閉じ、これにより補助タンク７からＷＳＰタンク２０を隔離する。]
[0023] ＷＳＰセンサーがブレーキの作動中にホイールスライドを検出すると、ＷＳＰブレーキ制御ユニットはソレノイドバルブ３１を印加し、転換弁ピストンに補助タンク圧力７を渡して第１ポート２３及びＷＳＰタンク２０を第３ポート２５に接続し、ブレーキシリンダーから補助タンク７を隔離する。]
[0024] ＷＳＰセンサーがホイールスライドが無くなったことを検出すると、ＷＳＰブレーキ制御ユニットはソレノイドバルブ３１を再印加し、補助タンク圧力を転換弁ピストンから放出して、第２ポート２４を第３ポート２５に接続し直す。]
[0025] ＷＳＰ制御ユニットは、低ＷＳＰ圧スイッチ３５及び低補助タンクスイッチ３２の両方が開き位置にあるときのみソレノイドバルブ３１を印加できるように構成されている。]
[0026] 低ＷＳＰ圧スイッチ３５は全ブレーキ圧より低いレベルに設定されてＷＳＰタンク２０に蓄積されたエネルギーを利用する。ＷＳＰタンクがこのレベルに消耗するとＷＳＰ制御ユニットはソレノイドバルブ３１を再印加するとともにＷＳＰ制御を抑止する。]
[0027] 低補助タンクスイッチ３２は、補助タンクから全ブレーキを適用できることを保証するレベルに設定される。補助タンクがこのレベルに消耗するとＷＳＰ制御は再び抑止される。]
[0028] ＷＳＰ制御ユニットは、ＷＳＰ抑止閾値が達せられるまで要求に応じて補助タンク７とＷＳＰタンク２０との間で切り替えるように切替弁を制御可能である。]
[0029] ブレーキの解除中、補助タンク７はメインパイプ１からのエアで再充填され、ダミーシリンダー圧力に対するブレーキシリンダー圧力の比率が制止弁３３が再度開く０．２バールに落ちるまで上記再充填は上記比率に比例し、これによりチョーク３４を介してＷＳＰタンク２０がエアで再充填される。これによりＷＳＰタンク２０を充填しなくともブレーキ解除を実現でき、鉄道システム上で列車が停止する時間が減少する。]
[0030] ブレーキディストリビューター２は公知の方法で補助タンク７とブレーキシリンダーを排気する。制止弁３３が開いて補助タンク７を経由してディストリビューター２を通ってエアが戻るように第４ポート２６における圧力が減少すると、ＷＳＰタンクの排気は排出中に自動的に行われる。ＷＳＰタンク２０からディストリビューター２への切替弁２２を通る逆流中、逆止弁３６はチョーク３４をバイパスして排出時間を減少する。]
[0031] 図４は図２の構成の代替構成を示し、同様の構成には同様の符号を付している。このブレーキシステムは、リレー弁を一体的に備えるブレーキディストリビュータ５０に流体的に関連するメインブレーキパイプ１を備えている。ブレーキディストリビュータ５０は切替弁５２のポート２５に接続されている。切替弁５２の第２ポート２４は補助タンク７に接続されている。切替弁５２の動作はＷＳＰブレーキ制御ユニットによって制御される。ＷＳＰタンク２０は切替弁５２の第１ポート２３に接続されている。第４ポート２６はブレーキディストリビュータ５０とダンプ弁５，６との間の管路に流体的に関連しており、その結果各ブレーキシリンダーに接続されている。] 図２ 図４
[0032] 図１及び２と同様に、ツインパイプシステム構成のための追加部分は破線で示されており、補助タンク７をメインタンクパイプ１１に接続する隔離栓及び逆止弁１０を有する別の管路９と、ＷＳＰタンク２０をメインタンクパイプ１１に接続する隔離栓及び逆止弁２９を有する管路２８を備えている。] 図１
[0033] 図５は図２の構成の代替構成を示す。本実施例では、補助タンク７はブレーキディストリビュータ２に流体的に関連しており、メインブレーキパイプ１からそのエアを引き込み、ディストリビュータ２は管路１２を経由してアンチロックダンプ弁５，６に流体的に接続されている。ＷＳＰタンク２０は管路２３を経由して制御弁２２に接続されている。制御弁２２は、ブレーキが殆ど解除の状態にあるまでＷＳＰタンク２０内へのエア供給よりも優先して補助タンク７内へのエア供給を行うように本システムのエア操作を制御する。次に制御弁２２はＷＳＰタンク内へエア供給を変更する。ダミーシリンダーやブレーキシリンダーライン内の圧力は、一方のタンクから他方のタンクへエア供給を切り替えるための制御弁用の信号を生成するための２つの別の選択である。これは破線で示す。] 図２ 図５
[0034] 図６は別の実施例を示し、図５の実施例と同様であり、本システムではさらに負荷計量弁１３，１４とリレー弁５，６を備える。] 図５ 図６
[0035] 図７及び図８は図５及び図６に対する代替実施例を示し、切替弁が補助タンクとディストリビューターの間に配置されている。] 図５ 図６ 図７ 図８
[0036] 図９はさらに別の代替実施例を示し、ダンプ弁が変動負荷リレー弁への入力に配置されている。本構成では、ダンプ弁は変動負荷リレー弁へのパイロット圧を制御する。] 図９
[0037] 図４から図９の実施例もまた上述したように点線で示されるツインパイプシステムに選択的に用いることができる。エア供給パイプは一般的に補助タンクとの間及び追加タンクとの間に逆止弁と隔離栓とを有して適合される。] 図４ 図９
[0038] 本システムは、ＷＳＰ圧が低い場合に補助タンクからの全ブレーキの適用を利用することを有利に保証する。本システムはまたブレーキの適用及び解除の間、ＷＳＰタンクの充填を有利に抑止する。]
[0039] 本システムは、特に一つのＷＳＰタンクを有するように開示されているが、相互に接続された複数のＷＳＰすなわち追加タンクを有することができる。制御弁の動作は空気圧制御のみ若しくは電気制御のみによって行うことができる。本願におけるホイールスライド保護（ＷＳＰ）はホイールフラット保護（ＷＦＰ）もまた包含する。一般に、本システムは、本システムが車両毎に一つのダンプ弁を有する場合は車両毎に、ボギー車毎に一つのダンプ弁を有する場合はボギー車毎に、若しくは、車軸毎に一つのダンプ弁を有する場合は車軸毎に操作される。]

权利要求:

請求項1
一又は複数のブレーキシリンダーに流体的に接続されたディストリビューター（２）と、前記ディストリビューター（２）に流体的に接続されたメインブレーキパイプ（１）と、前記ディストリビューター（２）に流体的に接続された補助タンク（７）とを備えるホイールスライド保護部を有する鉄道車両用ブレーキシステムにおいて、追加タンク（２０）が設けられ、該追加タンク（２０）への及び追加タンクからのエア流れが弁（２２）によって制御可能とされ、該弁は補助タンク（７）から及び追加タンク（２０）から前記ブレーキへエアを供給するように構成されていることを特徴とするブレーキシステム。
請求項2
ホイールスライドを検出する場合に追加タンクからのエアのみを前記ブレーキに供給するように前記切替弁（２２）が前記ブレーキへのエア流れを制御する、請求項１に記載のブレーキシステム。
請求項3
追加タンク内圧力が所定の圧力に達すると前記弁が補助タンクから前記ブレーキへエアを流すことを許容するように切り替わる、請求項２に記載のブレーキシステム。
請求項4
前記弁（２２）が、補助タンクの充填とは独立して追加タンクの充填を制御するように構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載のブレーキシステム。
請求項5
前記弁（２２）は、追加タンクの充填前に補助タンクを充填するか、若しくは、優先比率で補助タンクを充填する、請求項４に記載のブレーキシステム。
請求項6
前記切替弁には、補助タンクから追加タンクを隔離するように構成された制止弁が設けられている、請求項１〜５のいずれかに記載のブレーキシステム。
請求項7
ホイールスライドがもはや検出されない場合に前記弁は追加タンクから補助タンクへエア流れを切り替える、請求項１〜６のいずれかに記載のブレーキシステム。
請求項8
前記ブレーキの解除後、補助タンク内圧力が所定の限界値に達すると前記制止弁が開いて補助タンクが再充填されることを許容する、請求項１〜７のいずれかに記載のブレーキシステム。
請求項9
補助タンク内圧力が所定の限界値よりも低く落ち込むとホイールスライド保護部が無効とされる、請求項１〜８のいずれかに記載のブレーキシステム。
請求項10
ダンプ弁が前記ディストリビューターと変動負荷リレー弁との間に配置され、該ダンプ弁は前記変動負荷リレー弁へのパイロット圧を制御する、請求項１〜９のいずれかに記載のブレーキシステム。