车辆的制动系统、车辆的底盘以及车辆的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种车辆的，特别是轨道车辆的制动系统，该制动系统具有一个 制动设备，其中，该制动设备具有用于制动车辆的至少一个车轮的制动装置，而且该制动设 备包括气动连接装置，该气动连接装置用于连接至为制动装置提供气动的制动能量的气动 能量供应单元。另外，本实用新型还设及一种具有按照本实用新型的制动系统的车辆的底 盘W及车辆。本实用新型同样还设及一种用于控制车辆的制动设备的方法。
【背景技术】
[0002] 在现代轨道车辆中，例如在火车头、传动火车、客车和越来越多的货车（但也在其 他的车辆中）中已知运类气动的制动系统，在运类制动系统中通常使用圆盘制动装置（也 就是说典型的至少一个制动圆盘和所配置的连同制动机械在内的制动执行器）。在此，车辆 的制动控制通常提供作用于制动缸的气动的制动气缸压力，该制动缸随后通过制动机械装 置将必要的制动能量经制动摩擦片传递至制动圆盘上。视需求而定地通常有一个到四个运 样的制动系统位于车轮单元（例如轮组、轮对或甚至单个车轮）上。
[0003] 根据气动作用原理，运类制动系统在车辆的底盘或车厢中需要相对较大的结构空 间。特别是现代轨道车辆的底盘中，由此在整合制动设备时总是存在（尤其因为运类底盘 持续增加的复杂程度、特别是运类底盘持续增加的活动部件的数量所引起的）更大的问 题。
[0004] 另一个问题是由对于车辆尽可能轻的重量提出的要求所产生的，该要求特别是出 于在车辆运行中可W为运营者节省成本的原因。另外，该已知的制动装置包含了整合在制 动机械装置中的、大部分相对复杂且易受干扰的磨损调整机械装置，该机械装置应实现补 偿摩擦部件的磨损并W此实现在磨损部件的使用寿命中提供几乎同样短的制动执行器的 工作冲程。所有运些都会导致制动装置的巨大的重量。因此，已知轨道车辆的已知制动装 置（制动执行器和制动机械装置）通常视实施方式而定地具有大约65Kg至120Kg的重量。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的在于，提供一种制动系统和一种控制上述类型的制动装置的方 法，所述制动系统不具有或很小程度上具有上述缺陷而且特别是W简单的方式在紧凑、节 省空间的设计中在可靠地确保了制动功能的同时实现了车辆重量的减小。
[0006] 本实用新型由一种车辆的，特别是轨道车辆的制动系统出发，所述制动系统具有 制动设备，其中，制动设备具有用于制动所述车辆的至少一个车轮的制动装置而且包括气 动连接装置，所述气动连接装置用于连接至为制动装置提供气动的制动能量的、气动的能 量供应单元，通过所述制动装置设置为液压制动装置而且具有一个在所述气动连接装置和 所述制动装置之间接通的转换装置用于将气动的制动能量转换为液压的制动能量实现了 该目的。另外，本实用新型还由一种开动车辆的，特别是轨道车辆的制动设备的方法出发， 所述方法中经气动的能量供应单元为所述用于制动车辆的至少一个车轮的制动设备提供 气动制动能量，通过在所述气动能量供应单元和所述制动设备的制动装置之间接通的转换 装置，气动制动能量转换为液压制动能量，而且所述制动装置受液压操控实现了该目的。
[0007] 本实用新型的技术教导是基于：当将制动装置设置为节省空间且相比较较轻的液 压制动装置而且将能够使用的气动制动能量转换为随后驱动制动装置的液压制动能量时， 可WW简单的方式在紧凑、节省空间的设计中在不改变可靠的制动功能的同时实现车辆重 量的减小。在此，通过通常相对于能够使用的最大气动工作压力明显更高的、但能够毫无问 题控制的液压工作压力可得到很多优点。通过液压系统中更高的工作压力，为了产生相同 的制动力，制动执行器本身可W设计的更小。因此，该系统的重量相对于纯气动系统很大程 度地减小。
[0008] 另外，运类液压系统使明显更简单地实现用于补偿制动的摩擦部件的磨损的调整 装置成为可能。因此，为了制动机械装置的补偿磨损的调整，向液压系统仅输送额外的液压 介质就足够。因此，制动执行器已经在其静止位置（即在解除制动时）处于一种状态，在该 状态下制动执行器移动（与所引入的液压介质的量）相对应的量。在此，已经部分磨损的 制动机械装置的摩擦部件再次更接近其在车轮单元上的对应物，例如制动圆盘，从而直到 开始起到制动作用而所需的工作冲程可W再次减小到初始的量，正如摩擦部件未磨损时的 量。
[0009] 本实用新型的另一个优点在于，该系统无缝地集成在已经存在的气动制动系统 中，而不必要修改其系统结构，特别是其安全相关的区域。相应的，本实用新型也突出地适 用于具有气动制动设备的已有车辆的翻新改造。从安全技术的角度来看，按照本实用新型 的设计中的液压部件基本上可W简单地视为制动系统的气动控制的机械部件。运在一定情 况下很大程度地简化了如此设计的制动系统的认可过程。
[0010] 根据第一种角度，本实用新型设及一种车辆的，特别是轨道车辆的制动系统，该制 动系统具有一个制动设备，其中，该制动设备具有用于制动车辆的至少一个车轮的制动装 置而且该制动设备包括气动连接装置，该气动连接装置用于连接至为制动装置提供气动的 制动能量的气动能量供应单元。该制动装置设置为液压制动装置而且该制动设备具有一个 在气动连接装置和制动装置之间接通的转换装置用于将气动的制动能量转换为液压的制 动能量。
[0011] 气动的制动能量向液压的制动能量的转换基本上可WW任意适合的方式进行。通 常转换装置包含转换单元，其中，转换单元具有能够与气动连接装置连接的气动入口侧，并 另外具有能够与制动装置连接的液压出口侧。
[0012] 该转换装置基本上可WW任意适合的方式设计。特别是，该转换装置可W分为多 个单独的组件。该转换装置优选设置在一个中央外壳中，在该外壳中还设置了该制动系统 的其他部件。在此，当该转换单元设置为紧凑、单独能够更换的组件时是特别有利的。
[0013] 在此，例如可W使用完全或者部分利用流体动力学作用的装置，例如累或者类似 物。在本实用新型的特别简单设计的变体中，为了转换却选择了至少主要为流体静力学的 原理。在此，转换单元优选按照置换原理工作。为此，在本实用新型的特别简单设计的变体 中，该转换单元包括至少一个活塞-气缸结构，经该活塞-气缸结构来进行转换。
[0014] 此外，将该转换装置设置为，将气动入口侧上的入口压力转换为液压出口侧上的 出口压力，其中，出口压力大于所述入口压力。在此，压力转换的程度对应于各自的使用来 选择。优选地使出口压力为入口压力的10倍至200倍，优选为入口压力的15倍至150倍， 更优选为入口压力的20倍至100倍，因为由此可W实现具有高功率密度的、特别结构紧凑 的制动装置。因此，在入口压力为Sbar至化ar时出口压力可W例如为10化ar至30化ar。
[0015] 通过气动制动压力Ppneu作用在入口侧有效的活塞面Apwu上并因此在活塞上施加 入口侧的力Fp"6。来简单地完成该转换。该入口侧的力F 力转换率FR转换为出口侧的 力Fhydr(=FRXFpnJ，该出口侧的力作用在出口侧有效的活塞面Ahydr上，该出口侧活塞面再 作用于液压介质上并因此产生出口侧的液压制动压力Phydf。视两个有效活塞面比率可W得 出相应的压力的（反）比率，因此适用W下等式：
[0017] 在由于简单地设计而特别优选的变体中，力转换率FR= 1，即两个活塞面例如刚 性地、没有额外的用于力传递的传动机构的条件下相互连接。
[0018] 本实用新型的特定变体中，转换装置包括具有入口侧有效活塞面的入口侧的活 塞-气缸结构和与此机械连接的、具有出口侧有效活塞面的出口侧的活塞-气缸结构，其 中，入口侧有效活塞面特别是出口侧有效活塞面的10倍至200倍，优选为出口侧有效活塞 面的15倍至150倍，更优选为出口侧有效活塞面的20倍至100倍。
[0019] 如上已提及的，在本实用新型的优选变体中设置有调整装置，该调整装置设置用 于减小制动装置的至少一个摩擦部件的已增加的工作冲程，例如通过摩擦部件的磨损而 产生的已增加的工作冲程。
[0020] 为了控制该调整装置，可W设置一个单独的控制装置，该控制装置在一定情况下 手动地操纵或单独地控制。在此，可W为该调整装置设置一个单独的能量供应装置。优选 在达到特定的磨损程度时自动地进行该调整。该磨损程度的达到可WW任意适合的方式获 知。因此，为了获知达到该状态，例如可W使用任意的传感器。
[0021] 在按照本实用新型的制动系统的特别简单设计的变体中，该调整装置可W通过转 换装置控制。运样的优点在于，可W实现一种解决方案，其中，只有当转换装置在运行时必 须实施由于磨损引起的增加的工作冲程时，才进行调整装置的开动。因此，只有