DE19543747B4

DE19543747B4 - Vorrichtung zur Neigungsregulierung des Wagenkastens bei Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE19543747B4
Application number: DE19543747.0A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 2018-11-29
Anticipated expiration: 2015-11-25
Also published as: DE19543747A1

Abstract

Schienenfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Neigungsregulierung des Wagenkastens (7), wobei der Wagenkasten (7) auf den am Drehgestell (1) angebauten Luftfedern (17) mit in diesen integrierten Hydrozylindern (6) abgestützt ist, und die Luftfedern (17) und die integrierten Hydrozylinder (6) so angeordnet sind, dass die etwa durch ihre Mitte verlaufenden Längs- oder Bewegungsachsen (32) in Bezug zur Senkrechten des Wagenkastens (7) nach Fahrzeugaußen geneigt sind, wobei die Bewegungsachsen (32) etwa die Tangente der Schwenkbewegung des Wagenkastens (7) um die virtuelle Drehachse (D) darstellen und die virtuelle Drehachse (D) im Schnittpunkt der Bahnnormalen (34) liegt und der Wagenkasten (7) eine Regeleinrichtung (27) mit einem Meßsystem (28) aufweist und das zur Neigungsmessung und/oder Messung der Querbeschleunigung (31) des Wagenkastens (7) einen an diesem angebrachten Beschleunigungssensor (29) hat und dass zwischen einer Regeleinrichtung (27) und den Stellgliedern (6, 17) eine Ausgleichseinrichtung (23) zwischengeschaltet ist und über die zwischengeschaltete Ausgleichseinrichtung (23) die der Regelstrecke zugehörigen als Hydrozylinder (6) ausgebildeten Stellglieder (6) beeinflußt werden und diese eine Neigungsregulierung des Wagenkastens (7) um eine virtuelle Drehachse (D) bewirken, wobei die Ausgleichseinrichtung (23) als Proportionaleinrichtung ausgebildet ist und die Ausgleichseinrichtung (23) mittels ansteuerbaren Elektrozylinder beeinflußt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Neigungsregulierung des Wagenkastens bei Schienenfahrzeugen.
Es sind Vorrichtungen aus den Druckschriften DE 21 56 613 A , DE 20 48 323 A , EP 0 528 783 A1 , DE 39 35 740 C2 , CH 480 968 A , DE 37 11 907 A1 bekannt, die einen hohen baulichen Aufwand an mechanischen und elektronischen Elementen sowie einen großen Energieaufwand und weine Steigerung des Fahrzeuggewichts bedingen.Dies bedingt hohe Erstellungskosten und einen großen Wartungsaufwand. Auch konnten die gestellten Anforderungen nicht restlos erfüllt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher mit geringem Aufwand und einfachen baulichen Mitteln eine betriebssichere, verschleißarme Vorrichtung Vorrichtung zur Neigungsregulierung des Wagenkastens bei Schienenfahrzeugen zu schaffen und bei der die bekannten Nachteile vermieden werden. Dabei soll zu jedem Zeitpunkt die momentane Neigung bzw. Lage des Wagenkastens auch unter Berücksichtigung der Quer- und Vertikalfederung weiter optimiert werden.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Bestandteil der Unteransprüche. Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und Zeichnung.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt:

1 ein Schienenfahrzeug im Querschnitt mit Regeleinrichtung und die
2, 3 und 4 eine Ausgleichseinrichtung in unterschiedlicher Ausgestaltung und
5 ein Schienenfahrzeug.

Die Darstellung gemäß 1 zeigt ein Schienenfahrzeug und eine Regeleinrichtung 27 mit einem Beschleunigungssensor 29 der am Wagenkasten 7 angebracht ist. Der Beschleunigungssensor ist derart ausgebildet und angeordnet, dass dieser in jeder Lage des Wagenkastens 7 die parallel zum Wagenkastenboden verlaufende Querkraft 31 mißt. Der Wagenkasten 7 ist auf dem am Drehgestell 1 angebauten Luftfedern 17 abgestützt. Zusätzlich können auch in die Luftfedern 17 integrierte Hydrozylinder 6 verwendet werden. Die Luftfedern 17 bzw. die Hydrozylinder 6 sind so angeordnet, dass die etwa durch ihre Mitte verlaufende Längs- bzw. Bewegungsachse 32 in Bezug zur Senkrechten des Wagenkastens 7 nach Fahrzeugaußen geneigt sind. Dabei soll die Anordnung unter verschiedenen Neigungswinkeln möglich sein. Die Bewegungsachse 32 stellt etwa die Tangente der Schwenkbewegung des Wagenkastens 7 um eine Drehachse D dar und die im Schnittpunkt der Bahnnormalen 34 liegt. Daraus ergibt sich, dass bei stärkeren Neigungswinkeln der Bewegungsachse 32 die Drehachse D höher und bei geringeren Neigungswinkeln tiefer liegt.
Im Betrieb nimmt der Beschleunigungssensor 29 eine gegebenenfalls bestehende Querbeschleunigung 31 am Wagenkasten 7 als Istwert auf und leitet diesen über die Meßeinrichtung 28 dem Regler 30 zu. Der Regler vergleicht den Sollwert mit dem Istwert und gibt in Abhängigkeit von der Differenz beider Werte ein entsprechendes Ausgangssignal an die Regelstrecke ab. Dadurch wird bewirkt, dass die Luftfedern 17 bzw. Hydrozylinder 6 beispielsweise der rechten Fahrzeugseite gespeist werden und der Wagenkasten 7 auf dieser Seite in Richtung der Bewegungsachse 32 angehoben wird. Gleichzeitig wird aus den Luftfedern 17 bzw. den Hydrozylindern 6 auf der linken Fahrzeugseite das Druckmedium abgeführt, so dass sich der Wagenkasten 7 in Richtung der Bewegungsachse 32 nach unten senkt und der Wagenkasten 7 um die Drehachse D schwenkt bis die vom Beschleunigungssensor 29 registrierte Querkraft 31 den Wert null erreicht und dem optimalen Sollwert entspricht. Sehr vorteilhaft und energiesparend ist es, zwischen der Regeleinrichtung 27 und den Stellgliedern 6, 17 eine proportional wirksame Ausgleichseinrichtung 23 einzuschalten.
Dazu ist gemäß 2 bis 4 vorgesehen, dass die Luftfedern 17 oder die Hydrozylinder 6 mittels der Leitungen 24a mit Druckräumen 35 in Bezug sind. Durch betätigen der Kolben 26, 36,37 durch speisen der Hilfszylinder 38 bzw. eines Elektrozylinders 33 infolge Ansteuerung mittels der Regeleinrichtung 27 wird das Arbeitsmedium den Luftfedern 17 oder den Hydrozylindern 6 auf einer Seite des Fahrzeugs zugeführt und gleichzeitig aus den Luftfedern 17 oder den Hydrozylindern 6 der entgegengesetzten Fahrzeugseite etwa die gleiche Menge Druckmedium in den angeschlossenen Druckraum 35 geleitet. Weil in beiden zugeordneten Druckräumen 35 weitgehend Druckausgleich herrscht, erfordert die Verschiebung der Kolben 26, 36, 37 nur einen geringen Arbeitsaufwand.
Am Wagenkasten 7 des Schienenfahrzeugs 5 sind an beiden Enden Sensoren 29 zur Aufnahme der im Wagenkasten 7 wirksamen Querkraft 31 angebracht. Dabei ist vorgesehen, dass in Bezug zur jeweiligen Fahrtrichtung der vordere Sensor 29 aktiviert ist und die aufgenommenen Meßwerte der Regeleinrichtung zur Verfügung stellt. Weiter kann vorgesehen werden, dass bei einem Zug mit mehreren Waggons ein im vordersten Bereich angebrachter Sensor 29 die Meßaufnahme bewirkt und ein in der Regeleinrichtung zugehöriger Rechner in Abhängigkeit verschiedener Parameter, wie Fahrgeschwindigkeit und Abstand des betreffenden Wagenkastens 7 vom aufnehmenden Sensor 29 der Regeleinrichtung 27 zuleitet und diese die momentane Neigung des Wagenkasten 7 individuell bestimmt.

Claims

Schienenfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Neigungsregulierung des Wagenkastens (7), wobei der Wagenkasten (7) auf den am Drehgestell (1) angebauten Luftfedern (17) mit in diesen integrierten Hydrozylindern (6) abgestützt ist, und die Luftfedern (17) und die integrierten Hydrozylinder (6) so angeordnet sind, dass die etwa durch ihre Mitte verlaufenden Längs- oder Bewegungsachsen (32) in Bezug zur Senkrechten des Wagenkastens (7) nach Fahrzeugaußen geneigt sind, wobei die Bewegungsachsen (32) etwa die Tangente der Schwenkbewegung des Wagenkastens (7) um die virtuelle Drehachse (D) darstellen und die virtuelle Drehachse (D) im Schnittpunkt der Bahnnormalen (34) liegt und der Wagenkasten (7) eine Regeleinrichtung (27) mit einem Meßsystem (28) aufweist und das zur Neigungsmessung und/oder Messung der Querbeschleunigung (31) des Wagenkastens (7) einen an diesem angebrachten Beschleunigungssensor (29) hat und dass zwischen einer Regeleinrichtung (27) und den Stellgliedern (6, 17) eine Ausgleichseinrichtung (23) zwischengeschaltet ist und über die zwischengeschaltete Ausgleichseinrichtung (23) die der Regelstrecke zugehörigen als Hydrozylinder (6) ausgebildeten Stellglieder (6) beeinflußt werden und diese eine Neigungsregulierung des Wagenkastens (7) um eine virtuelle Drehachse (D) bewirken, wobei die Ausgleichseinrichtung (23) als Proportionaleinrichtung ausgebildet ist und die Ausgleichseinrichtung (23) mittels ansteuerbaren Elektrozylinder beeinflußt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stellglieder (6, 17) mit Druckluft gespeist werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Stellglieder (6, 17) mit Drucköl gespeist werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgleichseinrichtung (23) aus zwei einander zugeordneten Differenzialzylindern gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgleichseinrichtung (23) eine dem Druckluftkreis zugehörige Zweikammer-Kolben (26) - Zylindereinheit (25) und Drucköl gespeiste Stellglieder (6a) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (D) eine virtuelle Drehachse darstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung einer Bewegungsachse (32) mindestens 5 Grad beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung einer Bewegungsachse (32) mindestens 10 Grad beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung einer Bewegungsachse (32) mindestens 15 Grad beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung einer Bewegungsachse (32) mehr als 15 Grad beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beschleunigungssensor (29) derart ausgebildet und angebracht ist, dass dieser in jeder Lage des Wagenkastens (7) die parallel zum Wagenkastenboden verlaufende Querkraft (31) mißt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Luftfedern (17) als Stellglieder ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Luftfedern (17) integrierte als Hydrozylinder (6) ausgebildete Stellglieder aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangssignal des Reglers (30) den Stellweg der Stellglieder (6, 17) und/oder einer Ausgleichseinrichtung bestimmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regler (30) den Sollwert mit dem Istwert vergleicht und in Abhängigkeit von der Differenz beider Werte ein entsprechendes Ausgangssignal an die Regelstrecke abgibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wagenkasten (7) zwei Beschleunigungssensoren (29) aufweist und die Meßwerte des in Fahrtrichtung jeweils vorderen Beschleunigungssensors (29) dem Regler (30) zugeführt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Waggons mittels nur einer Regeleinrichtung (27) angesteuert werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeleinrichtung (27) in Vorausberechnung individuell die Neigung für jeden der nachfolgenden Waggons bestimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mittels nur einer Ausgleichseinrichtung (23) sämtliche Stellglieder (6,17) eines Wagenkastens (7) betätigt werden.