用于车辆的制动单元和具有这种制动单元的车辆的制作方法
【专利说明】用于车辆的制动单元和具有这种制动单元的车辆
[0001]本发明涉及一种制动单元，用于车辆、尤其用于铁路机车车辆，所述制动单元能够固定在车辆的行走机构上并且具有用于提供受控的制动力和被动的紧急制动力的器件。
[0002]这种类型的制动单元例如由文献WO 2012/126946 A2已知。在这种制动单元中，当确定出现错误时，例如所提供的受控的制动力发生不可靠的偏差时，转换装置从提供受控的制动力转变为提供被动的紧急制动力。随后回复面(Rilckfallebene)提供被动的紧急制动力。因为车辆的重量和待制动的质量与载荷状态相关地可以发生变化，所以使用过高的紧急制动力可能导致过度制动，或者使用过低的紧急制动力可能导致车辆制动过低。
[0003]由此，本发明所要解决的技术问题是，在结构方面如此设计一种制动单元，使得即便在提供受控的制动力时出现错误，也可以通过提供紧急制动力实现安全制动。
[0004]所述技术问题通过一种具有权利要求1的技术特征的制动单元解决，其中，用于提供受控的制动力和被动的紧急制动力的器件被适合地设计，从而载荷修正地提供被动的紧急制动力，并且为了被动的紧急制动力的载荷修正具有压力输出器和载荷修正件，其中，适合地设计所述载荷修正件，使得所述压力输出器的预加压力与回复装置的电输出信号相关地被调整到载荷修正的额定值上。按照本发明的制动单元由此可以在故障情况下或者在不可靠的情况下实现可靠的制动状态(回复面)，其表示为所提供的载荷修正的被动的紧急制动力。按照本发明的制动单元的优点在于，被动的回复面也是载荷修正的，并且由此减少车轮扁疤的危险，并且可以避免制动行程过长。在此，制动单元可以是电子液压的、电子气动的或电子机械的结构构造或者被设计为这些结构构造的组合。
[0005]有利地规定，所述回复装置是所述制动单元的组成部件，并且适合地设计所述回复装置，使得预设的紧急制动额定值与载荷实际值相关地经过载荷修正并且作为所述压力传感器的预加压力的载荷修正的额定值被提供。
[0006]在此有利的是，用于提供受控的制动力和被动的紧急制动力的器件具有压力传感器，所述压力传感器检测预加压力的实际值，其中，适合地设计所述回复装置，从而为了调节所述压力输出器的预加压力如此输出输出信号，使得所测取的实际值等于载荷修正的额定值。
[0007]由此，按照本发明的制动单元实现了载荷修正的被动的紧急制动力的简单且可靠的可调节性和可检测性。
[0008]有利地，所述压力输出器是气压蓄能器。所述压力输出器备选地也可以是弹簧蓄能器。
[0009]有利地规定，用于提供受控的制动力和被动的紧急制动力的器件具有电子液压的额定值-力-转换装置，所述额定值-力-转换装置包括用于提供液压流体的容器、通过液压管路系统与所述容器相连的具有制动活塞的制动缸以及控制件，其中，适合地设计所述控制件，使得在额定值调整装置的电输出信号的作用下，在所述制动缸内设立施加在所述制动活塞上的液压压力的实际值。
[0010]有利地，所述电子液压的额定值-力-转换装置具有另一个控制件，其中，适合地设计所述另一个控制件，从而在所述回复装置的电输出信号的作用下，如此启动在预加压力下连接在液压管路系统的连接段上的所述压力输出器，使得施加在所述制动活塞上的预加压力的实际值作为施加在所述制动缸上的液压压力的实际值提供。
[0011]有利地，所述控制件构成载荷修正件，并且对其适合地设计，从而为了施加所述压力输出器的预加压力而在所述回复装置的电输出信号的作用下在所述连接段设立液压压力的实际值。
[0012]在此，控制件之一可以是泵组件，借助该泵组件能够将液压流体从所述容器泵送到所述连接段内，并且适合地设计控制件中的另一个，从而使液压流体从所述连接段回流到所述容器内。
[0013]按照本发明的制动单元有利地具有第一制动件，适合地设计第一制动件，使得由受控的制动力引起的受控的压紧力的实际值通过与第二制动件的摩擦接合转变为受控的延迟参数的实际值，并且由被动的紧急制动力引起的被动的压紧力的实际值通过与第二制动件的摩擦接合转变为被动的延迟参数的实际值。
[0014]本发明还涉及一种车辆、尤其铁路机车车辆，具有行走机构，在所述行走机构上固定有车桥，在所述车桥上固定安置有制动盘，并且在所述制动盘上固定定位有按照本发明的、配属于制动盘的制动单元，其中，制动盘构成第二制动件。
[0015]为了进一步阐述本发明，在附图中:
[0016]图1示出按照本发明的铁路机车车辆形式的车辆，其中，转向架的车轮组分别配属有至少一个按照本发明的制动单元，
[0017]图2示出按照本发明的制动单元的第一实施方式，
[0018]图3和4示出按照本发明的制动单元的第二实施方式，
[0019]图5和6示出在图3和4中所示的制动单元的制动活塞装置的不同的剖面图，和
[0020]图7至12示出在图5和6中所示的制动活塞装置在其运动过程的不同的位置中的一部分。
[0021]根据图1，铁路机车车辆I具有车厢2.1、2.2、……、2.n，该车厢的车厢框架以所示的方式分别被转向架3形式的两个行走机构的二级弹簧悬挂支承。转向架3分别具有两个车轮组4。车轮组4分别具有轴5，在轴的端部固定有车轮6。在此，车轮组4的轴5以未示出的方式在车轮组轴承中可转动地支承，该车轮组轴承通过壳体和一级弹簧悬挂连接在各自的转向架3的转向架构架7上。此外，铁路机车车辆I在此使用整体标记为8的制动系统。
[0022]铁路机车车辆I的每个轴5通常分别配属有至少一个按照本发明的制动单元9。由此，每个车厢2.1,2.2、……、2.η使用至少四个这种制动单元9。
[0023]每个制动单元9具有制动执行器10和被制动执行器10操作的、以具有制动衬片12的压紧装置13形式的第一制动件11。在此，每个制动单元9的第一制动件11分别与以具有制动面15的制动盘16形式的第二制动件14共同作用。制动面15在此构成两个部分制动盘16.1,16.2，该部分制动盘固定在配属于制动单元9的车轮6的两侧上，使得具有两个部分制动盘16.1,16.2的车轮6构成以车轮制动盘形式的制动盘16 (参见图2和3)。
[0024]替代车轮制动盘，也可以设置轴制动盘，其中，在车轮旁设置抗扭地安置在轴5上的独立的具有制动面的盘。此外，第一制动件也可以与车轮形式或制动鼓形式的第二制动件共同作用。
[0025]具有制动衬片12的压紧装置13在制动执行器10的作用下，为了在第一制动件11和第二制动件14之间建立摩擦接合可以通过制动盘16进行压紧。
[0026]制动执行器10是电子液压制动执行器。
[0027]制动系统8具有中央控制设备17a以及在每个车厢2.1,2.2、……、2.η中具有制动控制器17b，该制动控制器由一个或两个制动控制装置17b.1和17b.2构成。在此，制动控制装置17b.1和17b.2通过总线18a能够被制动系统8的中央控制设备17a(例如由中央车辆控制设备构成)控制。
[0028]通过制动控制器17b，制动单元9的制动执行器10或制动执行器组分别获得制动指令。在此，制动指令可以通过一个或多个控制线路18b和/或总线和/或通过无线电传输到制动执行器10上。
[0029]图2示意地示出按照本发明的制动单元的第一实施方式109，其具有制动执行器的第一实施方式110。
[0030]图3和4示出按照本发明的制动单元的第二实施方式209，其具有制动执行器的第二实施方式210，并且图5至12示出制动执行器的第二实施方式210的细节视图。
[0031]但是，制动单元的两个实施方式109和209的根本区别仅基本上在于其制动执行器110和210的整体标记为119和219的制动活塞装置的结构设计方案，从而基本相同设计的制动单元的两个实施方式109和209的构件在图2或3至12中相应地具有相同的附图标记。
[0032]制动单元9的两个实施方式109和209具有整体标记为20的连接件，用于将制动单元固定(挂)在转向架构架7上，在连接件上固定有压紧装置13。连接件20包括制动桥20.1并且通过螺栓连接20.2固定地定位在转向架构架7上。但是，制动单元109 ；209也可以固定在行走机构的其它位置上，例如固定在传动箱或转向架的车轮组法兰上。
[0033]压紧装置13借助两个制动杆21被设计为制动钳。但是，压紧装置也可以备选地被设计为制动鞍(Bremssattel)。
[0034]当制动单元109 ；209最终安装在转向架构架7上时，借助螺栓连接20.2可以校准制动单元109 ；209在转向架构架7上的位置，但事后的校准是相当昂贵的。
[0035]由于制动衬片12和制动盘16的制动面15的非均匀的磨损、由于转向架3的相对移动、亦或由于压紧装置13较难到达，则可能在投入使用中在制动单元109 ；209的最终装配之后依旧导致，只有一个制动衬片12贴靠在制动盘16的所配属的制动面15上，或者两个制动衬片12到制动面15的间隙L大小不同。由此在投入使用时可能导致制动件11、14的单侧贴靠。
[0036]因此，两个制动杆21中的每一个分别配属有弹簧元件22。弹簧元件22分别通过第一端部支承在配属的制动杆21上，并且通过第二端部支承在连接件20的制动桥20.1上。
[0037]两个弹簧元件22中的每一个的张力可以被调节。在此仅示出制动单元的第二实施方式209。根据图3和4，分别借助整体标记为23的调节装置实现每个弹簧元件22的张力的调节。
[0038]调节装置23分别包括调节螺栓23.1 (被称为“调整螺栓”或“限位螺栓”)、配属于制动杆20的、