Steuervorrichtung zum Antrieb und Bremsen eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Schienenfahrzeugs

Abstract

 Eine Steuervorrichtung zum Antrieb und Bremsen eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Schienenfahrzeugs, weist einen ersten (1) und einen zweiten (2) neben einander angeordneten, miteinander koppelbaren linear beweglichen Bedienungshebel auf.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Steuerungstechnik und auf eine Steuervorrichtung zum Antrieb und Bremsen eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Schienenfahrzeugs.

[0002] Derartige Vorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise in Schienenfahrzeugen werden Sollwerte für einen Antrieb durch Bedienungshebel manuell vorgegeben, durch eine Messeinheit in elektrische Signale umgewandelt und einer Antriebsregelung übermittelt. Die Antriebsregelung bildet zusammen mit einem Antrieb ein Regelsystem, welches beispielsweise nach Maßgabe des vorgegebenen Sollwerts eine Geschwindigkeit oder eine Antriebskraft des Fahrzeugs oder eine Bremskraft einstellt. Unter bestimmten Umständen ist es möglich und wünschenswert, optimale Sollwerte zu berechnen und dem Antrieb vorzugeben. Beispielsweise kann bei einem Schienenfahrzeug anhand von Fahrplan-, Fahrzeug- und Streckeninformationen eine optimale Fahrgeschwindigkeit oder Zugkraft errechnet werden, mit welcher der Fahrplan bei minimalem Energieverbrauch eingehalten wird oder mit welcher lagegenau angehalten werden kann. Aus Sicherheitsgründen ist es jedoch nicht wünschenswert, die optimale Fahrgeschwindigkeit ohne weiteres dem Antrieb vorzugeben, da der Fahrer die Geschwindigkeit damit nicht mehr vollständig und dauernd unter Kontrolle hat.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Aufbau einer Steuervorrichtung eines Fahrzeugs in Modulbauweise zu entwickeln, um eine einfache und preisgünstige Anpassung an den jeweiligen individuellen Einsatzfall zu ermöglichen.

[0004] Diese Aufgabe wir durch eine Steuervorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch zwei vorzugsweise parallel, dicht nebeneinander angeordnete Bedienungshebel (Schiebesollwertgeber) mit gleicher oder unterschiedlicher Weglänge (z. Bsp. 200/120mm) für eine Einhandbedienung.

[0005] Die Griffe der beiden Bedienungshebel können ergonomisch aus handfreundlichem Material sein.

[0006] Folgende Funktionen können in den Griffen vorgesehen werden:

• Eine mechanische oder elektrische Verriegelung der beiden Griffe miteinander für Einhandbedienung;
• Eine mechanische oder elektrische Entriegelung der vorgenannten Funktion;
• Signaltasten, wie SiFa-Taster, als Drucktaste (elektrischer Kontakt);
• Signaltaster oder Schalter (elektrischer Kontakt für Lok auslösen);
• Ein Signaltaster oder Schalter für weitere Funktionen (elektrischer Kontakt und Entriegelung);
• Ein Signaltaster für elektrische Verriegelung des jeweiligen Hebels in einer bestimmten Position, z.B. Nullstellung;
• Eine mechanisch betätigbare Klinke für Verriegelung und Entriegelung des jeweiligen Hebels in einer bestimmten Position;
• Ein Vibrator, um über mechanische Schwingungen des Griffes der Bedienperson ein Signal zukommen zu lassen;
• Optische Signale über LED;
• Scroll-Elemente;

[0007] Die Griffe können unterschiedliche geometrische Formen haben, um bei Dunkelheit die Bedienperson durch Fühlen erkennen zu lassen, welche Funktion gerade betätigt wird.

[0008] Die Anordnung der beiden Griffe muss so sein, dass eine bequeme Einhandbedienung möglich ist, dass aber ein Einklemmen der Finger in jedem Fall verhindert wird.

[0009] Jeder Bedienungshebel kann über den Stellbereich mit Raststellungen oder Taststellungen ausgerüstet sein. Diese Rast- oder Taststellungen können über den Stellweg gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt sein.

[0010] Die Rast- oder Taststellungen können mit unterschiedlichen Rast- /Tastmomenten vorgesehen sein.

[0011] Rast- / Taststellungen können wahlweise auch von Klinken oder Signalgebern in den Griffen ausgelöst oder aufgehoben werden (Ratschenrastung).

[0012] Jeder Bedienungshebel kann mit einer mechanisch oder elektrisch wirksamen Bremse in Verbindung stehen sein. Die Bremsen können über den ganzen Stellbereich oder über Teilbereiche wirksam sein. Die Bremsen können über unterschiedliche Bereiche unterschiedliche Bremskräfte haben. Die elektrisch wirksame Bremse kann z.B. magneto-liquid mit Feedback-Einrichtung ausgebildet sein.

[0013] Jeder Bedienungshebel kann mit einer mechanischen wirksamen Rückstelleinrichtung, z.B. Rückzugfeder ausgerüstet sein. Die Rückstelleinrichtung kann über den ganzen Stellbereich oder nur über Teilbereiche wirksam sein. Die Rückstellkräfte können über unterschiedliche Bereiche unterschiedliche Rückstellkräfte aufweisen. Die Rückstellfunktion kann auch über Servomotoren, fremdgesteuert, erfolgen.

[0014] Jeder Bedienungshebel ist mit einer linearen Wegerfassung versehen. Die Wegerfassung kann redundant ausgeführt sein. Folgende Erfassungsmöglichkeiten können vorhanden sein:

• Opto-elektronische Wegerfassung über opto-elektronische Codierer Absolutgeber, z. Bsp. 8bit-Gray-Code, Binär-Code oder Analogausgang;
• Laser-basierende Geber;
• Potentiometer (Leitplastik- oder Drahtpräzisionspotentiometer);
• Induktiv wirksame Systeme;
• Elektrische Schaltelemente (zwangsgeführte Kontakte) an definierten Positionen des Stellbereiches. Zum Beispiel Stufenkontakte, Null-Stellungskontakte, SB-Stellung, Füll-Stellung usw.

[0015] Am Endansschlag in Richtung Bremsen kann ein Kontakt (zwangsgeführt) angebracht sein, der den Schnellbremsvorgang über pneumatische oder hydraulische Weggeber (Ventile) einleitet.

[0016] Die über die Hebelauslenkung erzeugten elektrischen Signale können über ein Bussystem weiterverarbeitet sein.

[0017] Die Ansteuerung der vorgenannten Wegerfassungselemente kann linear erfolgen oder über geeignete Umsetzung einer linearen Bewegung in eine Rotation.

[0018] Es kann eine Abdeckung der Führungen für die lineare Bewegung der Bedienungshebel vorgesehen sein (Teflon-Folie, Rolle, Zahnriemen). Die Abdeckung ist als Modul vorzusehen, sodass diese ohne Demontage der Steuervorrichtung ausgewechselt werden kann.

[0019] Beleuchtung von Skalen oder Gravuren mit unterschiedlichen, je nach Bedienart der einzelnen Bedienungshebel wechselnden Farben, z. Bsp.

[0020] LED's, können ausgebildet sein. Diese wechselnde Farben und Leuchtzeichen beinhalten auch diese Gravuren.

[0021] Die Linearführung kann geschehen durch:

• Spindelantrieb
• Kugelgewinde
• Flachführung
• Schwalbenschwanzführung
• Prismenführung
• Kugelhülse
• Zahnstangenführung

[0022] Die Umsetzung der linearen Bewegung der Bedienungshebel in eine Rotation weiterer Komponenten kann geschehen mit Hilfe von:

• Zahnriemen
• Ketten
• Zahnstange-Zahnrädern

[0023] Dies hat den Vorteil der kleineren Bauweise. Über eine Spannrolle kann jeweils die Lose kleingehalten werden. Mit einem an der Spannrolle angebrachten elektrischen Kontakt, auch redundant, ist eine Sicherheitsüberwachung der Funktion des Zahnriemens oder der Kette gewährleistet.

[0024] Der elektrische Anschluss der elektrischen Komponenten erfolgt über Steckverbinder. Der Druckluftanschluss erfolgt über Steckverbinder. Der Hydraulikanschluss erfolgt über Steckverbinder. Der Fahr-Bremshebel oder Zugkraft-Bremssteller kann mechanisch mit einem weiteren Gerät, z.B. Fahrtrichtungsschalter, Schlüsselschalter und oder Geschwindigkeitssoll-Steller, verriegelt sein.

[0025] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

[0026] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 bis Fig.10

Positionen zweier zusammenwirkender Bedienungshebel zum Fahren und Bremsen eines Schienenfahrzeugs.

[0027] Aus der Figur 1 ist die Nullstellung zweier Bedienungshebel 1 und 2 ersichtlich, welche im Führerstand eines Schienenfahrzeugs (Lok) am Führertisch angeordnet sind, um das Schienenfahrzeug in Bewegung zu setzen und zu bremsen. Eine lineare Bewegung des Bedienungshebels 1 in Pfeilrichtung 3 führt zur Einstellung der Zugkraft, d.h. der Beschleunigung des Schienenfahrzeugs. Eine lineare Bewegung des Bedienungshebels 1 in Pfeilrichtung 4 führt zur Einstellung einer E-Bremse zur Erzeugung einer Bremswirkung auf elektrodynamischer Basis. Eine lineare Bewegung des Bedienungshebels 2 in Pfeilrichtung 5 führt zur Erzeugung einer Bremswirkung mit Hilfe einer indirekt wirkenden Druckluftbremse. Ausgehend von der Nullstellung ist die Zunahme der eingestellten Zugkraft sowie der Bremskräfte durch die Balken 6 bis 7 angedeutet. Schienen 9 und 10 für die Bedienungshebel 1 und 2 weisen Rastpunkte zur Einstellung vorgegebener Zug- und Bremskräfte auf. Der Bedienungshebel 1 ist mit einer sog. SiFa-Taste, und der Bedienungshebel 2 ist mit einer Lok-Auslösetaste ausgerüstet. Die Bedienungshebel 1 und 2 weisen eine Kopplung 8 auf. Die SiFa (Sicherheitsfahrschaltung) bremst den Zug bzw. die Lok bei Dienstunfähigkeit des Lokführers, damit keine Gefährdung des anderen Bahnverkehrs geschieht. Das Grundprinzip der SiFa ist denkbar einfach: Der Lokführer muss aller 30 Sekunden (je nach Fahrzeug bzw. SiFa-Art unterschiedlich) eine Taste betätigen, damit die Lok weiß, dass der Lokführer noch bei Bewusstsein ist.
Aus der Fig. 2 ist eine Zugkraftwertevorwahl mit Hilfe des Bedienungshebels 1 bei Betätigung der SiFa-Taste ersichtlich. Bedienungshebel 1 und 2 sind entkoppelt.

[0028] Fig. 3 veranschaulicht ein gekoppeltes Bremsen mit Hilfe beider Bedienungshebel 1 und 2.

[0029] Neben dem gekoppelten Bremsen ist auch ein individuelles Bremsen möglich, wie in Fig. 4 dargestellt, wobei die Bedienungshebel 1 und 2 entkoppelt sind (siehe Kopplungseinrichtungen 8a und 8b).

[0030] Fig. 5 zeigt eine alleinige Bremseinstellung der indirekt wirkenden Druckluftbremse über den vom Bedienungshebel 1 entkoppelten Bedienungshebel 2. Bedienungshebel 1 befindet sich in der Nullstellung (keine Zugkraftwertvorgabe).

[0031] Fig. 6 demonstriert, dass die Bedienungshebel 1 und 2 auch einen sog. Füllstoß erlauben. Durch Betätigung eines Führerbremsventil mit Hilfe des Bedienungshebels 2 wird ein Magnetventil erregt und nun zusätzlich Druckluft freigegeben. Darin öffnet sich nun ein größerer Querschnitt in der Verbindung Hauptdruckluftleitung - Hauptbremsleitung, und der Druck steigt für die Dauer der Betätigung an. Nach Beendigung des Füllstoßes wird der Druck wieder abgebaut.

[0032] Gemäß Fig. 7 kann auch die E-Bremse allein betätigt werden (Bedienungshebel 1).

[0033] Ein entkoppeltes Bremsen mit E-Bremse und Druckluftbremse über die Betätigung beider entkoppelter Bedienungshebel 1 und 2 zeigt Fig. 8.

[0034] Auch ein Anfahren (Bedienungshebel 1) gegen die indirekt wirkende Druckluftbremse (Bedienungshebel 2) ist denkbar (siehe Fig. 9).

[0035] Bei Entkopplung der Bedienungshebel 1 und 2 (Fahren) ist eine Schnellbremsung durchführbar, wie die Hebelstellungen gemäß Fig. 10 zeigen.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0036] 

1

Bedienungshebel

2

Bedienungshebel

3

Pfeilrichtung

4

Pfeilrichtung

5

Pfeilrichtung

6

Balken

7

Balken

8

Balken

9

Schiene

10

Schiene

Ansprüche

1. Steuervorrichtung zum Antrieb und Bremsen eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Schienenfahrzeugs, mit einem ersten (1) und einem zweiten (2) neben einander angeordneten, miteinander koppelbaren linear beweglichen Bedienungshebel.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bedienungshebel (1) zur Einstellung einer Beschleunigung oder Zugkraft und einer Betätigung einer E-Bremse und der zweite Bedienungshebel (2) zur Betätigung einer indirekt wirkenden Druckluftbremse vorgesehen ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienungshebel (1, 2) Schalter oder Taster aufweisen.

Zeichnung