Die pneumatische Bremse - heute so sicher wie morgendmg-berlin.info/page/downloads/Vortrag_Kleemann.pdf · Dr. Ulrich Kleemann KNORR-BREMSE Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH DMG-Seminar

Knorr-Bremse Group

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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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Indirekte (Automatische) Bremse - Lösestellung


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Indirekte (Automatische) Bremse - Bremsstellung


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Führerbremsventil

FaFü

Br

SBVB

Angleichen

stellungsabhängig

VB Vollbremsstellung

Fü Füllstellung

Fa Fahrtstellung

Br Bremsstellung

SB Schnellbremsstellung


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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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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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Sicherheit der pneumatischen Bremse

Notbremsventil AK6auf älteren Lokomotiven noch im Einsatz

hohes Sicherheitsniveau - einfacher Nachweishohe Fehlertoleranzeinfache Bedienung


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FahrernotbremsbetätigungSBV

NB4

AK6


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Zugsicherung

Sicherheitsfahrschaltung - Auslöseorgan SIFA-VentilMagnetventil als Schnittstelle der Sicherheitssysteme zur pneumatischen BremsansteuerungPZB, LZB, SIFA, ETCS


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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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Bremse: Zug zum Stehen bringen

Führerbremsventil

Führerbremsventilam Führerstand der Lok Baureihe 185


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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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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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Kupplung der HL-LeitungAbschluß durch Luftabsperrhahn„einpolige“ Steuerleitung - symmetrische Kupplungeinfaches An- und Abkuppeln weiterer WagenSicherheit bei Zugtrennung

Luftabsperrhahn

Luftkupplung


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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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Modulares Bremssystem - MBSLok BR185


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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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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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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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Scheibenbremse mit KompaktbremszangenRadbremsscheibeRadbremszange

WellenbremsscheibeWellenbremszange

Vorteilegeringes Gewichteinfachere Aufnahme im Drehgestellwenige Lagerstellengeringer Luftverbrauch


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Radbremszange

Funktionsprinzip der Betriebsbremse

Kompakte Bauform

Optimaler Kraft- und Momentenverlauf


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Radbremszange

Federspeicherbremse nutzt weitgehenddie Bauteile der Betriebsbremse


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Wirbelstrombremse

Patentschrift 1892

Einsatz im ICE3


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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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Ölfreier Kompressor

VV 180T

VV 40T

Vorteilekein ölhaltiges Kondensatkeine Entsorgung des Kondensats notwendigdadurch Kostenreduktion für Betreiber geringere Geräusche und Vibrationen

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EP-CompactTRAIN BUS

ZentraleAnordnungZentrale

Anordnung

Gateway Modul

Steuer Modul

Steuerventil

TRAIN BUSBRAKE BUS

Steuerventil

DezentraleAnordnungDezentraleAnordnung


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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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EP Compact - Lastbremsventil mit mehreren Cv EingängenEP Compact - Lastbremsventil mit mehreren Cv Eingängen

PI

PI

direkte Bremse


PI

IP

Notbremse

R T STV R C

PI

PI

PI

PI

direkte Bremse


PI


PI

PI

PI

IP

IP

Notbremse

R T STV R C

Direkte Bremse

Indirekte Bremse


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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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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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Güterwagen-Klotzbremseinheit

Funktionsweise


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MagnetschienenbremseBremsrahmen zur Aufhängung im DrehgestellAbsenkung durch Druckluftzylindereinfache Absenksteuerung, da keine Druckregelung erforderlich ist

Betätigungszylinder

Magnet

Spurhalter

Mitnehmer

Zentriereinrichtung

Anschlußkabel

Endstück


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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: [email protected]://www.knorr-bremse.com

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