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Knorr-Bremse Group
Anstelle der grauen Fläche kann ein Foto eingesetzt werden
Die pneumatische Bremse- heute so sicher wie morgen
IFS, RWTH Aachen, 13.12.2005
Dr. Ulrich KleemannKNORR-BREMSESysteme für Schienenfahrzeuge GmbH
DMG-SeminarDie Bremse im Wandel der Zeit- wie sieht sie morgen aus?
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Agenda
AgendaÜberblick zur pneumatischen
Bremse in der Bahntechnik Grundfunktion der pneumatischen BremseSicherheit der pneumatischen BremseDie pneumatische Bremse im Betrieb
derzeitiger Stand - Beispiele MBSKompaktbremszangenWirbelstrombremse
aktuelle Neuentwicklungen - Beispiele Ölfreier KompressorEP-CompactKlotzbremseinheit GüterwagenMg-Bremse
neue Anforderungen Interoperabilität
Trends und Ausblick einige Anmerkungen ...
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Überblick zur pneumatischen Bremse
Anforderungen Bremskraft aufbringenGleichmäßiges EinbremsenGleichmäßiges LösenHohe Sicherheit
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Indirekte (Automatische) Bremse - Lösestellung
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Indirekte (Automatische) Bremse - Bremsstellung
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Führerbremsventil
FaFü
Br
SBVB
Angleichen
stellungsabhängig
VB Vollbremsstellung
Fü Füllstellung
Fa Fahrtstellung
Br Bremsstellung
SB Schnellbremsstellung
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Das Funktionsprinzip der pneumatischen Bremskrafterzeugung
Druckluftbehälter ist Energiespeicher für „Kraftvorrat“Mit geringer Steuerenergie (Magnetventil, Steuerventil) können große Zuspannkräfte sehr schnell auf- und abgebaut werdenZuspannkraft proportional zum Bremszylinderdruck:
Steuerung der Bremskraft gemäß Bremsstufe Gleichmäßige Bremskraft im Zug (um Längskräfte beherrschen zu können)
Kompaktbremszange - BeispielGewicht 60 kgZuspannkraft 70 kN
Die gesamte Backenkraft der Bremszangen eines Triebzuges entspricht in etwa dem halben Gewicht des Zuges
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Sicherheit der pneumatischen Bremse
Grundsätzliche Sicherheitsanforderungen (EBO)
DurchgängigkeitSelbsttätigkeit
Zuverlässigkeithohe Verfügbarkeit einfache Prüfung der DurchgängigkeitHerstellen der Bremsbereitschaft
durch Auffüllenzuverlässiges Lösen
im Rangierbetrieb bei Störungen (Bremse abschalten)
Sicherheit
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Sicherheit der pneumatischen Bremse
Notbremsventil AK6auf älteren Lokomotiven noch im Einsatz
hohes Sicherheitsniveau - einfacher Nachweishohe Fehlertoleranzeinfache Bedienung
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
FahrernotbremsbetätigungSBV
NB4
AK6
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Zugsicherung
Sicherheitsfahrschaltung - Auslöseorgan SIFA-VentilMagnetventil als Schnittstelle der Sicherheitssysteme zur pneumatischen BremsansteuerungPZB, LZB, SIFA, ETCS
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Überblick zur pneumatische Bremse im Betrieb
Hauptluftleitungsgesteuerte Bremse bietet einfache und robuste Betriebsabläufe
Kuppeln der FahrzeugeFahrzeuge können gewendet werdenInteroperabilitätSchleppbetriebParkbremse - FederspeicherFahrgastnotbremseeinfache Abschaltbarkeit
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Bremse: Zug zum Stehen bringen
Führerbremsventil
Führerbremsventilam Führerstand der Lok Baureihe 185
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Bremsaufgaben des Lokführers
Zug zum Stehen bringenweitere Bremsaufgaben des Lokführers
Geschwindigkeit reduzierenGeschwindigkeit im Gefälle haltengleichzeitiges Bedienen von Traktion und Bremse - Längsdynamik des Zuges beherrschenZug am Bahnsteig halten (Haltebremse) feinfühliges Bremsen beim Rangieren: Lokwechsel im KopfbahnhofNotbremse überbrückenSchnellbremsung bei Gefahr
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Bremstechnik aus Sicht des Fahrzeugführers
Schnellbrems-Schlagknopf
Kompressor aus
AnzeigeBremsdiagnose
Sand streuen
Bremse lösen
Notbremsventil„Ackermann“
Führerbremsventil E-Bremssteller
direkte Bremse
Angleicher
Bremszyl.-Druck
HL-, HBL-Druck
pn/el-Bremse
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Kupplung der HL-LeitungAbschluß durch Luftabsperrhahn„einpolige“ Steuerleitung - symmetrische Kupplungeinfaches An- und Abkuppeln weiterer WagenSicherheit bei Zugtrennung
Luftabsperrhahn
Luftkupplung
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Überblick zur pneumatischen Bremse in der Bahntechnik
Pneumatischen Bremse im Betrieb
Lösen der Bremse von Hand - Lösezug
automatische Wiederherstellung der Bremsbereitschaft nach Füllen der HL
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Derzeitiger Stand - Beispiele
Pneumatik in der BremstechnikBeispiele zum derzeitigen Stand
MBS - LokomotivbremssteuerungBremssteuerung
Bremsmechanik KompaktbremszangenWirbelstrombremse
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Derzeitiger Stand - Beispiele
Modulares Bremssystem - MBSLok BR185
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Derzeitiger Stand - Beispiele
MBS® - Modulares Bremssteuerungs SystemMBS® - Modulares Bremssteuerungs System
Kompakte und modulare EinheitenLine Replaceable Units
Mechatronischer EntwicklungsansatzIntegration von Mechanik, Pneumatik, Elektronik und Software
Flexibilität in der Modulanordnungzentral oder verteilt
Ersatz pneumatischer Funktionalität durch parametrierbare elektronische IntelligenzKombination aus Funktionsblöcken und Kommunikation über Datenbussystem
vereinfachte Verkabelung
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Derzeitiger Stand - Beispiele
RB
BPR BCR BCR
BLE
STV
GU
Bremsbus (CAN)
Fahrzeugbus
RB
BP CP
RB
BC CP
RB
BC CP
BH CP
MBS® - Systemarchitektur - BeispielMBS® - Systemarchitektur - BeispielLoksteuerung
BH CP FührerbremsventilBP CP Modul HL-SteuerungBPR Modul HL-RelaisBC CP Modul C-SteuerungBCR Modul C-RelaisGU Gateway UnitRB BremssteuermodulBLE HL-Back up SteuerungSTV Steuerventil
HBHL
C1 C2
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Derzeitiger Stand - Beispiele
MBS - Modulaufbau am Beispiel der HL- SteuerungMBS - Modulaufbau am Beispiel der HL- Steuerung
Elektropneumatische Ventile
Druckgeber
Kolbenventile; Rückschlagventile
Kontrollstutzen
Elekronik/Elektromechanik
Modulstecker
Pneumatische Verbindungen
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Derzeitiger Stand - Beispiele
Scheibenbremse mit KompaktbremszangenRadbremsscheibeRadbremszange
WellenbremsscheibeWellenbremszange
Vorteilegeringes Gewichteinfachere Aufnahme im Drehgestellwenige Lagerstellengeringer Luftverbrauch
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Derzeitiger Stand - Beispiele
Radbremszange
Funktionsprinzip der Betriebsbremse
Kompakte Bauform
Optimaler Kraft- und Momentenverlauf
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Derzeitiger Stand - Beispiele
Radbremszange
Federspeicherbremse nutzt weitgehenddie Bauteile der Betriebsbremse
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Derzeitiger Stand - Beispiele
Wirbelstrombremse
Patentschrift 1892
Einsatz im ICE3
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Derzeitiger Stand - Beispiele
Wirbelstrombremse
AbsenkungWB-Magnet wird durch Druckluft angehobenSchnelle Entlüftung der Luftbälge ergibt AbsenkungEntlastungsschaltung zur Kompensation der Anzugskräfte
– Reduktion der Kräfte auf die Abstützung am Achslager– parallel zur Anzugskraft wird Druck in den Luftbälgen geregelt
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Aktuelle Neuentwicklungen - Beispiele
aktuelle Neuentwicklungen
Luftversorgung ölfreier Kompressor
EP-compactIntegration von Elektronik und Pneumatik
Bremssteuerung
Bremsmechanik Klotzbremseinheit für GüterwagenMg-Bremse niedrige Bauform
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Aktuelle Neuentwicklungen - Beispiele
Ölfreier Kompressor
VV 180T
VV 40T
Vorteilekein ölhaltiges Kondensatkeine Entsorgung des Kondensats notwendigdadurch Kostenreduktion für Betreiber geringere Geräusche und Vibrationen
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Aktuelle Neuentwicklungen - Beispiele
EP-CompactTRAIN BUS
ZentraleAnordnungZentrale
Anordnung
Gateway Modul
Steuer Modul
Steuerventil
TRAIN BUSBRAKE BUS
Steuerventil
DezentraleAnordnungDezentraleAnordnung
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Aktuelle Neuentwicklungen - Beispiele
Gleitschutz
zur Anschlußleiste zurück
Anschlußleiste
PI
PI
PI
PI
PI
direkte Bremse
Parkbremse
PI
Steuerventil
KKL
MG-Bremse
PI
Steuerventil-Eingang
PI
EP Compact - Funktionen
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Aktuelle Neuentwicklungen - Beispiele
EP Compact - Lastbremsventil mit mehreren Cv EingängenEP Compact - Lastbremsventil mit mehreren Cv Eingängen
PI
PI
direkte Bremse
Steuerventil-Eingang
PI
IP
Notbremse
R T STV R C
PI
PI
PI
PI
direkte Bremse
Steuerventil-Eingang
PI
Steuerventil-Eingang
PI
PI
PI
IP
IP
Notbremse
R T STV R C
Direkte Bremse
Indirekte Bremse
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Aktuelle Neuentwicklungen - Beispiele
EP Compact
EP Compact konzentriert sich auf Triebzüge in Nah- und FernverkehrKompakt
Moderne Technologie in kompakter BauweiseHohe Akzeptanz bei den Betreibern
FlexibelFlexible Anwendung – auch für UIC-Bremssystememodular mit zusätzlichen Funktionen erweiterbar
EinfachEinfach verständliches SicherheitskonzeptEinfach verständliches Wartungskonzept
EP Compact erfüllt die Anforderungen an ein modernes Bremssystem
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Aktuelle Neuentwicklungen - Beispiele
Güterwagen-Klotzbremseinheit PDC8
VorteileGewichtsreduktion - ca. 1 t pro Wageneinfacher Einbauweniger Aufnahmestellen am Drehgestellwartungsfreie Lagerzur Überholung komplett ausbaubar
Schnittstelle zur pneumatischen Bremssteuerung
Bremszylinderdruck
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Aktuelle Neuentwicklungen - Beispiele
Güterwagen-Klotzbremseinheit
Funktionsweise
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Aktuelle Neuentwicklungen - Beispiele
MagnetschienenbremseBremsrahmen zur Aufhängung im DrehgestellAbsenkung durch Druckluftzylindereinfache Absenksteuerung, da keine Druckregelung erforderlich ist
Betätigungszylinder
Magnet
Spurhalter
Mitnehmer
Zentriereinrichtung
Anschlußkabel
Endstück
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Aktuelle Neuentwicklungen - Beispiele
Kompakte MagnetschienenbremseBeispiel Mittendrehgestell ET 425niedrige Bauform
DD.Gl.1955
Nb.Gl.1994
Fb.Gl.2004
200419941955Baujahr
848484[kN]Haftkraft
133,5161213[mm]Höhe
130130140[mm]Breite
114130180[kg]Masse
Fb.Gl.Nb.Gl.DD.Gl.Magnettyp
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Neue Anforderungen
neue Anforderungen - Beispiel Interoperabilität
Richtlinie 96/48/EGInteroperabilität des transeuropäischen
Hochgeschwindigkeitsbahnsystems
TSI - Technical Specification of Interoperabilityfordert Kuppelbarkeit der Triebzüge zum Abschleppenfordert Kuppelbarkeit mit konventioneller LokBrandschutz: Die Triebzugeinheiten müssen bei einem Brand an Bord die Fahrt noch 15 Minuten mit einer Geschwindigkeit von mindestens 80 km/h fortsetzen können.
Richtlinie 2001/16/EGInteroperabilität des konventionellen
transeuropäischen Bahnsystems
TSI - Technical Specification of Interoperabilitywird z. Zt. erarbeitet, tritt vsl. 2006 in Kraftspezifiziert vielfältige Funktionsanforderungen an Bremssystem (Steuerventil ...)EN werden z. Zt. erarbeitet
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Trends und Ausblick
Pneumatik und Elektronik in der Bremstechnik
Pneumatik bietet Basis für Grundfunktionen Interoperabilitäteinfacher Aufbaurobustfehlertoleranthohe Verfügbarkeithohes Maß an Sicherheit auf einfache Weise zu erreichen
BedienkomfortDiagnosefunktionenvereinfachte Wartungzusätzliche ÜberwachungsaufgabenIntegration von Pneumatik und Elektronik in ModulenEntwicklungs- und Zulassungsaufwand erfordert hohes Maß an Standardisierung
Elektronik bietet Komfort
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Innovationen der KNORR-BREMSE erfüllen die Anforderungen von morgen
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Dr. Ulrich KleemannKNORR-BREMSE Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Moosacher Str. 80D-80809 München Phone: +49 89 3547-2018 mailto: ulrich.kleemann@knorr-bremse.comhttp://www.knorr-bremse.com
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