EP0870664A2 - Verfahren und Einrichtung zur Radsatzführung von Schienen-Fahrzeugen - Google Patents

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EP0870664A2
EP0870664A2 EP98100507A EP98100507A EP0870664A2 EP 0870664 A2 EP0870664 A2 EP 0870664A2 EP 98100507 A EP98100507 A EP 98100507A EP 98100507 A EP98100507 A EP 98100507A EP 0870664 A2 EP0870664 A2 EP 0870664A2
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guide frame
wheelset
static
angle
control
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EP0870664A3 (de
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Manfred Prof. Dr. Habil. Wiessner
Karl-Heinz Dipl.-Ing. Bengs
Maik Dipl.-Ing. Rubel
Ronald Dipl.-Ing. Jaensch
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Alstom Transportation Germany GmbH
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Deutsche Waggonbau AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • B61F5/44—Adjustment controlled by movements of vehicle body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/26—Mounting or securing axle-boxes in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/30—Axle-boxes mounted for movement under spring control in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/32—Guides, e.g. plates, for axle-boxes
    • B61F5/325—The guiding device including swinging arms or the like to ensure the parallelism of the axles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • B61F5/386—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles fluid actuated

Definitions

  • the invention relates to a method and associated devices for wheel set guidance of rail vehicles, in particular to ensure the running stability of the vehicles in the High speed traffic where the wheelsets are in guide frames aligned and defined at right angles to each other stiffly and immovably statically guided as well as those at those to improve the arc run quasi-static radial Wheelset positions are specified.
  • bogies with rigid axle guidance have narrow Arches a higher driving resistance as well as an above average Wear of the wheel profiles.
  • the in-phase wheel set sine run first to unstable running behavior of the chassis.
  • the wheelsets perform a combined transverse and turning movement around their respective Vertical axis.
  • the opposite phase wheelset which at occur at the same frequency as the in-phase wheelset run can, on the other hand, is damped significantly higher.
  • By the opposite Coupling of the wheel sets becomes their deflection in the same direction prevents and the running behavior both in the straight track improved in the bow as well.
  • the disadvantage here is that with this solution only a limited increase in critical speeds is possible for high speed traffic not enough.
  • undercarriages are known in which for improvement the wheel sets in the curve within the guide frame can be set quasi-statically radially, with direct acting on the elastic frame-side wishbone bearings external forces force the wheel sets to rotate radially (DE 42 40 098) or cylinder lever systems the position of the Determine the wheel set so that there is a change in direction and curvature the curve sets predetermined wheel set turning angle (DE 30 04 082).
  • DE 42 40 098 direct acting on the elastic frame-side wishbone bearings external forces force the wheel sets to rotate radially
  • cylinder lever systems the position of the Determine the wheel set so that there is a change in direction and curvature the curve sets predetermined wheel set turning angle
  • the invention specified in the patent claim is the problem based on avoiding the disadvantages described above
  • Methods and devices for controlling undercarriages create a stable wheelset run in all driving conditions and by decoupling the power between the chassis and the body enable high running quality.
  • the measure of superimposing the predefined static or quasi-static wheel set position with a variable setting angle ⁇ St which is caused by active forces within the chassis between the wheel set and the guide frame, changes the path curve of the wheel set determined by the contact geometry, and deviations in the track curve and changes in the contact geometry are controlled without significantly affecting the basic rigidity of the guide.
  • the frequency and decay curve of the deflection amplitude can be adjusted to a stable running behavior in the entire speed range with low power.
  • the method can be carried out redundantly without significant additional effort. It is no longer necessary to prevent rotation between the undercarriage and the body, but it can also be used as a fallback level.
  • the setting angle ⁇ St is small compared to the quasi-static turning angle of wheel sets with radial adjustment in small and medium-sized bends and can also be superimposed on this if the required overall rigidity of the axle guide is given. Its direction, size and frequency is determined from the control variables mentioned in the characterizing part of claim 2 and by the driving speed.
  • the advantages of the solution according to the invention are in particular in that the stability and quality of vehicle running while maintaining the proven wheelset design theoretically unlimited up to the maximum speed range without loss of security is guaranteed.
  • the car body 1 of a rail vehicle can be seen, which is rotated relative to the track axis x by the angle ⁇ K and is shifted relative to the guide frame 2 by the dimension w.
  • the guide frame 2 is itself turned out by an angle ⁇ D with respect to the track axis x.
  • the turn ⁇ AD of the guide frame 2 to the body 1 is the difference between the two turns.
  • the wheel sets 3, 3 ' which are oriented perpendicularly to the longitudinal axis of the guide frame 2 without external force action, are each turned out by an active control system by the variable angle ⁇ St3,3' .
  • the turning angle ⁇ AR can be used, which is the difference between the turning of the wheel sets 3, 3 'to the track and that of the car body 1 to the track.
  • the wheel sets 3, 3 ' are already set radially radially by external forces with the angles - ⁇ B3 and ⁇ B3 and are additionally turned out by an active control by the variable angles - ⁇ St3' and - ⁇ St3 .
  • 3 to 6 show possible design variants of the active control of the setting angle ⁇ St for influencing the wheel set shaft run.
  • the device-technical design for determining the control variable for the setting angle ⁇ St (measuring sensor for ⁇ AD or / and ⁇ AR , evaluation unit) , which can be realized with known technical solutions.
  • FIG. 3 shows a device with which a wheel set 3 held statically or guasistatically in the guide frame 2 by a swing arm 4 can be acted upon with the variable setting angle ⁇ St.
  • the guide frame 2 is spring-supported on the axle bearing housing 5 of the wheel set 3.
  • the axle bearing housing 5 has a swing arm 4 with an elastic bushing 6, which is mounted in the swing arm bearing 9 via eccentric 7 and eccentric shaft 8.
  • An adjusting device 10 for example a hydraulic cylinder, changes the connection length L of the swing arm 4 with respect to the guide frame 2 by ⁇ ⁇ L via the eccentric lever 11.
  • Fig. 4 shows a further device which generates the setting angle ⁇ St by using a two-chamber fluid bushing 12 in the swing arm 4.
  • the guide frame 2 is supported on the axle bearing housing 5.
  • the axle bearing housing 5 also has the swing arm 4, but equipped with an elastic two-chamber fluid bushing 12, the chambers 13, 13 'of which can be acted upon alternately by the connections 14, 14' and thus a change in the connection length L of the swing arm 4 compared to that Effect the guide frame 2 by the amount ⁇ ⁇ L.
  • Fig. 5 varies Fig. 4 such that instead of a swing arm 4th Guide spindles 15 with two-chamber fluid bushings 12, 12 'for Wheelset guidance can be used.
  • the guide frame 2 again suspended on the axle bearing housing 5 of the wheel set 3 supported.
  • FIG. 6 shows a device which has the possibility of generating the setting angle ⁇ St with a double spring leaf wheel control arm 17.
  • the guide frame 3 is spring-supported on the axle bearing housing 5 of the wheel set 3.
  • the guide frame 2 and the axle bearing housing 5 have bearings 16, 16 'which are connected to one another with the spring leaf wheel set arms 17', 17 '' which are cranked in opposite directions. They are connected in their cranked middle area by an adjusting device 10 which, when actuated, changes the distance A of the links 17 ', 17''in this area by ⁇ A and thus causes a change in length L by ⁇ ⁇ L.
  • the current angular position ⁇ AD of the guide frame 2 to the body 1 and / or the position ⁇ AR of the wheel sets 3, 3 'to the body 1 is determined with transducers and an evaluation unit and at the same time the wheel set sine run is analyzed as a measure of the stability.
  • a signal generator is activated which over control variable generator and control elements (Fig. 3 to 6) between the guide frame 2 and axle bearing housing 5 overlaps each wheel set position with an adjustment angle ⁇ St so that an extension of the Sinus is caused.
  • a rectified sinusoidal movement of the wheel sets 3, 3 ' is shown in a straight track or large arches, which is also superimposed by rectified adjusting angle - ⁇ St so that the wheel set is stretched.
  • An opposite sinus movement can also be controlled in this sense. It is advisable, however, to actively prevent the opposite sinus movement in the development phase and to force the system to perform a sinus movement in the same direction.
  • the wheel sets 3, 3 'to the guide frame 2 are set quasi-radially arc. At high driving speeds above the compensating speed, these positions are overlaid by rectified setting angles - ⁇ St , which minimize the approach angles outside the arc and avoid instabilities. At low speeds below the compensation speed, a negative setting angle ⁇ St is still superimposed on the wheel set 3 and a positive setting angle am St on the wheel set 3 '.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie dazugehörige Einrichtungen zur Radsatzführung von Schienenfahrzeugen, insbesondere zur Gewährleistung der Laufstabilität der Fahrzeuge im Hochgeschwindigkeitsverkehr, bei denen die Radsätze in Führungsrahmen rechtwinklig zueinander ausgerichtet und definiert steif und unverschieblich statisch geführt sowie solche, bei denen zur Verbesserung des Bogenlaufes quasistatische radiale Radsatzstellungen vorgegeben sind. Erfindungsgemäß wird das Problem der Realisierung eines in allen Fahrzuständen stabilen Radsatzlaufes dadurch gelöst, indem die vorgegebene Radsatzstellung durch eine aktive Radsatzsteuerung von einem veränderlichen Stellwinkel ψSt überlagert wird, der bei mehreren Radsätzen (3,3') sowohl gleich- als auch gegensinnig gerichtet sein kann. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie dazugehörige Einrichtungen zur Radsatzführung von Schienenfahrzeugen, insbesondere zur Gewährleistung der Laufstabilität der Fahrzeuge im Hochgeschwindigkeitsverkehr, bei denen die Radsätze in Führungsrahmen rechtwinklig zueinander ausgerichtet und definiert steif und unverschieblich statisch geführt sowie solche, bei denen zur Verbesserung des Bogenlaufes quasistatische radiale Radsatzstellungen vorgegeben sind.
Es sind Fahrwerke für den Hochgeschwindigkeitsverkehr (GDS 300, Eisenbahningenieur 45 (1994) 10 Seite 722) bekannt, bei denen die Laufstabilität im Gleis durch das Zusammenwirken von definiert steif und unverschieblich geführten, rechtwinklig zueinander im Führungsrahmen ausgerichteten Achsen mit einer Drehhemmung zwischen Führungsrahmen und Wagenkasten erreicht wird.
Dieser Lösung haftet der Nachteil an, daß diese Art der Streckung des Sinuslaufes zu einer starken Ankopplung zwischen Fahrwerk und Wagenkasten und damit zu einer Schwingungsanregung des Wagenkastens führt, die nur durch aufwendige konstruktive Maßnahmen eingegrenzt werden kann.
Desweiteren weisen Fahrwerke mit steifer Achsführung in engen Bögen einen höheren Fahrwiderstand sowie einen überdurchschnittlichen Verschleiß der Radprofile auf.
Andere Fahrwerke für den Hochgeschwindigkeitsverkehr (Beispiel TGV, Elektrische Bahnen 90 (1992) 5 Seiten 176 bis 179) ergänzen diese Maßnahmen durch die Verwendung eines größeren Achsstandes und durch den Einsatz von Gliederzügen mit Jakobsdrehgestellen. Hierbei ist von Nachteil, daß der längere Achsstand die Bogenlauffähigkeit verschlechtert, die Drehgestellrahmenmasse erhöht sowie unter dem Wagenkasten einen zusätzlichen Raumbedarf erfordert. Der größere Raumbedarf verstärkt insbesondere bei Doppelstock- Fahrzeugen die Nachteile kürzerer Wagenkästen.
Gliederzüge mit Jakobsdrehgestellen führen in der Praxis wegen der Achslastbegrenzung zu kürzeren Wagenkästen und damit entweder zur Verringerung des Sitzplatzanteils oder zur Verringerung bzw. Verkleinerung der Übergangs- und Einstiegbereiche. Diese Züge können auch nur in Werksanlagen getrennt werden. Deshalb ist eine verkehrsgerechte Anpassung der Zuglängen aufwendig.
Auch fällt bei relevanten Störungen an einem Wagen der gesamte Zug aus.
Als zusätzliche Maßnahmen zur Erhöhung der Laufstabilität werden ganz allgemein auch Dämpfungen zwischen Radsatz und Führungsrahmen angewendet, wobei die Verringerung der am Bewegungsverhalten beteiligten Massen und Kräfte angestrebt wird.
Die praktischen Einflußmöglichkeiten sind aber hier eher gering.
Nach der DE 31 23 858 führt der gleichphasige Radsatzsinuslauf zuerst zu instabilem Laufverhalten des Fahrwerkes. Die Radsätze vollführen eine kombinierte Quer- und Wendebewegung um ihre jeweilige Hochachse. Der gegenphasige Radsatzlauf, welcher bei der gleichen Frequenz wie der gleichphasige Radsatzlauf auftreten kann, ist dagegen deutlich höher gedämpft. Durch die gegensinnige Kopplung der Radsätze wird ihre gleichsinnige Auslenkung verhindert und das Laufverhalten sowohl im geraden Gleis als auch im Bogen verbessert. Hierbei ist von Nachteil, daß mit dieser Lösung nur eine begrenzte Anhebung der kritischen Geschwindigkeiten möglich ist, die für den Hochgeschwindigkeitsverkehr nicht ausreicht.
Weiterhin sind Fahrwerke bekannt, bei denen zur Verbesserung des Bogenlaufes die Radsätze im Bogen innerhalb des Führungsrahmen quasistatisch bogenradial eingestellt werden, wobei direkt auf die elastischen rahmenseitigen Achslenkerlager wirkende äußere Kräfte das radiale Ausdrehen der Radsätze erzwingen (DE 42 40 098) oder Zylinder- Hebel- Systeme die Stellung des Radsatzes so bestimmen, daß sich ein nach Richtung und Krümmung der Kurve vorbestimmter Radsatzausdrehwinkel einstellt (DE 30 04 082). Nachteilig ist hierbei, daß diese Fahrwerke auf Grund der vorhandenen und bei diesen Lösungen auch nicht vermeidbaren Elastizitäten bereits frühzeitig zu instabilem Fahrzeuglauf neigen und damit für den Hochgeschwindigkeitsverkehr nicht einsetzbar sind.
Alle vorhandenen Einrichtungen zur quasistatischen Veränderung der Radsatzstellung reagieren relativ träge und sind deshalb für eine aktive Beeinflussung des Radsatzwellenlaufes nicht geeignet.
Der im Patentanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, in Vermeidung der voranbeschriebenen Nachteile ein Verfahren und Einrichtungen zur Steuerung von Fahrwerken zu schaffen, welche in allen Fahrzuständen einen stabilen Radsatzlauf und durch Kraftentkopplung zwischen Fahrwerk und Wagenkasten eine hohe Laufgüte ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Hauptansprüche gelöst. Durch die Maßnahme, die vorgegebene statische oder quasistatische Radsatzstellung mit einem veränderlichen Stellwinkel ψSt zu überlagern, der durch aktive Krafteinwirkungen innerhalb des Fahrwerkes zwischen Radsatz und Führungsrahmen entsteht, wird die von der Berührungsgeometrie bestimmte Bahnkurve des Radsatzes verändert und Gleisbogenabweichungen sowie Änderungen in der Berührungsgeometrie ausgesteuert, ohne daß die Grundsteifigkeit der Führung erheblich beeinträchtigt wird. Frequenz und Abklingverlauf der Ausschlagamplitude können im gesamten Geschwindigkeitsbereich mit geringer Leistung auf ein stabiles Laufverhalten abgestimmt werden. Das Verfahren kann ohne wesentlichen Mehraufwand redundant ausgeführt werden. Eine Drehhemmung zwischen Fahrwerk und Wagenkasten ist nicht mehr erforderlich, kann aber ebenfalls als Rückfallebene vorgesehen werden. Der Stellwinkel ψSt ist klein gegenüber dem quasistatischen Ausdrehwinkel von Radsätzen mit radialer Einstellung in kleinen und mittleren Bögen und kann diesem ebenfalls überlagert werden, wenn die erforderliche Gesamtsteifigkeit der Achsführung gegeben ist. Seine Richtung, Größe und Frequenz wird aus den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2 genannten Steuergrößen und durch die Fahrgeschwindigkeit bestimmt.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen insbesondere darin, daß die Stabilität und Güte des Fahrzeuglaufs bei Beibehaltung der bewährten Radsatzkonstruktion theoretisch unbegrenzt bis in den Höchstgeschwindigkeitsbereich ohne Sicherheitsverluste gewährleistet wird.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen die Zeichnungen in
Fig. 1:
eine prinzipielle Darstellung eines Schienenfahrzeuges in einer beliebigen Stellung im geraden Gleis oder in großen Bögen mit den entsprechenden Winkeln
Fig. 2:
eine prinzipielle Darstellung eines Schienenfahrzeuges im Gleisbogen mit den entsprechenden Winkeln
Fig. 3:
eine Einrichtung zur Erzeugung des Stellwinkels ψSt der Radsätze mit Exzenterwelle und Schwingarm
Fig. 4:
eine Einrichtung zur Erzeugung des Stellwinkels ψSt der Radsätze mit Zweikammer- Fluidbuchsen und Schwingarm
Fig. 5:
eine Einrichtung zur Erzeugung des Stellwinkels ψSt der Radsätze mit Führungsspindeln und Zweikammer- Fluidbuchsen
Fig. 6:
eine Einrichtung zur Erzeugung des Stellwinkels ψSt der Radsätze mit Doppelfederblatt- Radsatzlenkern
Aus der Fig. 1 ist der Wagenkasten 1 eines Schienenfahzeuges ersichtlich, welcher gegenüber der Gleisachse x um den Winkel ψK ausgedreht und gegenüber dem Führungsrahmen 2 um das Maß w querverschoben ist. Der Führungrahmen 2 ist selbst gegenüber der Gleisachse x um den Winkel ψD ausgedreht. Die Ausdrehung ψAD des Führungsrahmens 2 zum Wagenkasten 1 ergibt sich als Differenz beider Ausdrehungen. Die ohne äußere Kraftwirkung senkrecht zur Längachse des Führungsrahmens 2 ausgerichteten Radsätze 3, 3' sind durch eine aktive Steuerung jeweils um den veränderlichen Winkel ψSt3,3' gegenüber diesem ausgedreht. Ebenso kann der Ausdrehwinkel ψAR benutzt werden, der sich als Differenz der Ausdrehung der Radsätze 3, 3' zum Gleis und der des Wagenkastens 1 zum Gleis ergibt.
Die Fig. 2 zeigt den Wagenkasten 1 im Gleisbogen, wobei der Führungsrahmen 2 tangential zum Bogen ausgedreht ist. Die Radsätze 3, 3' sind bereits durch äußere Kräfte mit den Winkeln -ψB3 und ψB3, bogenradial eingestellt und werden durch eine aktive Steuerung zusätzlich durch die veränderlichen Winkel -ψSt3' und -ψSt3 ausgedreht.
Die Fig. 3 bis 6 stellen mögliche Ausführungsvarianten der aktiven Steuerung des Stellwinkels ψSt zu Beeinflussung des Radsatzwellenlaufes dar. Hierbei wurde auf die gerätetechnische Ausführung zur Ermittlung der Steuergröße für den Stellwinkel ψSt (Meßwertaufnehmer für ψAD oder/ und ψAR, Auswerteeinheit), die mit an sich bekannten technischen Lösungen realisierbar ist, verzichtet.
Aus der Fig. 3 ist eine Einrichtung ersichtlich, mit der ein durch einen Schwingarm 4 statisch oder guasistatisch im Führungsrahmen 2 gehaltener Radsatz 3 mit dem veränderlichen Stellwinkel ψSt beaufschlagt werden kann. Der Führungrahmen 2 ist auf dem Achslagergehäuse 5 des Radsatzes 3 gefedert abgestützt. Das Achslagergehäuse 5 besitzt einen Schwingarm 4 mit einer elastischen Buchse 6, die über Exzenter 7 und Exzenterwelle 8 im Schwingarmlager 9 gelagert ist. Eine Stellvorrichtung 10, beispielsweise ein Hydraulikzylinder, verändert über den Exzenterhebel 11 die Anschlußlänge L des Schwingarmes 4 gegenüber dem Führungsrahmen 2 um ± ΔL.
Die Fig. 4 zeigt eine weitere Einrichtung, die durch Verwendung einer Zweikammer- Fluidbuchse 12 im Schwingarm 4 den Stellwinkel ψSt erzeugt. Der Führungsrahmen 2 stützt sich auf dem Achslagergehäuse 5 ab. Das Achslagergehäuse 5 besitzt ebenfalls den Schwingarm 4, aber ausgerüstet mit einer elastischen Zweikammer- Fluidbuchse 12, deren Kammern 13, 13' über die Anschlüsse 14, 14' wechselseitig mit Fluid beaufschlagt werden können und so eine Änderung der Anschlußlänge L des Schwingarmes 4 gegenüber dem Führungsrahmen 2 um den Betrag ± ΔL bewirken.
Fig. 5 variiert Fig. 4 derart, daß statt eines Schwingarmes 4 Führungsspindeln 15 mit Zweikammer- Fluidbuchsen 12, 12' zur Radsatzführung benutzt werden. Hierbei ist der Führungsrahmen 2 wiederum auf dem Achslagergehäuse 5 des Radsatzes 3 gefedert abgestützt. Zwischen den senkrechten Führungsspindeln 15 des nicht näher dargestellten Führungsrahmens 2 und dem Achslagergehäuse 5 befinden sich je 2 Zweikanmer- Fluidbuchsen 12, 12', deren Kammern 13, 13' über die Anschlüsse 14, 14' wechselseitig mit Fluid beaufschlagt werden und so einen Mittenversatz ± ΔL des Achslagergehäuses 5 zu den Führungsspindeln 15 bewirken.
In der Fig. 6 ist eine Einrichtung dargestellt, welche die Möglichkeit aufweist, den Stellwinkel ψSt mit einem Doppelfederblatt- Radsatzlenker 17 zu erzeugen. Wiederum ist der Führungsrahmen 3 auf dem Achslagergehäuse 5 des Radsatzes 3 gefedert abgestützt. Der Führungsrahmen 2 und das Achslagergehäuse 5 besitzen Lager 16, 16', die mit den gegensinnig gekröpften Federblatt- Radsatzlenkern 17', 17'' miteinander verbunden sind. Sie sind in ihrem gekröpften Mittelbereich durch eine Stellvorrichtung 10 verbunden, die bei Betätigung den Abstand A der Lenker 17', 17'' in diesem Bereich um ΔA verändert und damit eine Änderung der Länge L um ± ΔL bewirkt.
Die erfindungsgemäße Lösung arbeitet wie folgt:
Mit Meßwertaufnehmern und einer Auswerteeinheit wird die aktuelle Winkelstellung ψAD des Führungsrahmens 2 zum Wagenkasten 1 und/ oder die Stellung ψAR der Radsätze 3, 3' zum Wagenkasten 1 ermittelt und gleichzeitig der Radsatzsinuslauf als Maß für die Stabilität analysiert. In Abhängigkeit von diesen Stellungen und der Art und Frequenz des Sinuslaufes wird ein Signalerzeuger aktiviert, der über Steuergrößenerzeuger und über Stellelemente (Fig. 3 bis 6) zwischen Führungsrahmen 2 und Achlagergehäuse 5 jede Radsatzstellung mit einem Stellwinkel ψSt so überlagert, daß eine Streckung des Sinuslaufes bewirkt wird.
In Fig. 1 ist ein gleichgerichteter Sinuslauf der Radsätze 3, 3' im geraden Gleis bzw. großen Bögen dargestellt, der durch ebenfalls gleichgerichtete Stellwinkel -ψSt so überlagert wird, daß der Radsatzlauf gestreckt wird. Ein gegensinniger Sinuslauf kann ebenfalls in diesem Sinne ausgesteuert werden. Zweckmäßig ist jedoch, den gegensinnigen Sinuslauf bereits in der Entstehungsphase aktiv zu unterbinden und dem System einen gleichgerichteten Sinuslauf aufzuzwingen.
In kleinen Bögen, dargestellt in Fig. 2, sind abweichend zur Fig. 1 die Radsätze 3, 3' zum Führungsrahmen 2 quasistatisch bogenradial eingestellt. Bei hohen Fahrgeschwindigkeiten über der Ausgleichsgeschwindigkeit werden diese Stellungen durch gleichgerichtete Stellwinkel -ψSt überlagert, die die Anlaufwinkel bogenaußen minimieren und Instabilitäten vermeiden. Bei kleinen Geschwindigkeiten unterhalb der Ausgleichsgeschwindigkeit wird am Radsatz 3 weiterhin ein negativer und am Radsatz 3' ein positiver Stellwinkel ψSt überlagert.
Bezugszeichenliste
1
Wagenkasten
2
Führungsrahmen
3, 3'
Radsätze
4
Schwingarm
5
Achslagergehäuse
6
elastische Buchse
7
Exzenter
8
Exzenterwelle
9
Schwingarmlager
10
Stellvorrichtung
11
Exzenterhebel
12, 12'
Zweikammer- Fluidbuchsen
13, 13'
Kammern
14, 14'
Anschlüsse
15
Führungsspindeln
16, 16'
Lager
17, 17',17''
Doppelfederblatt- Radsatzlenker
ψK
Ausdrehwinkel des Wagenkastens
ψD
Ausdrehwinkel des Führungsrahmens zur Gleisachse
ψR
Ausdrehwinkel der Radsätze zur Gleisachse
ψAD
Ausdrehwinkel des Führungsrahmens zum Wagenkasten
ψAR
Ausdrehwinkel der Radsätze zum Wagenkasten
ψSt
Stellwinkel der Radsätze
ψB
Ausdrehwinkel der Radsätze zum Führungsrahmen (Bogenradiale Stellung)
A
Abstand
w
Querversatz des Wagenkastens zum Führungsrahmen
x
Gleisachse

Claims (4)

  1. Verfahren zur Radsatzführung von Schienenfahrzeugen mit im Führungsrahmen vorgegebener statischer oder quasistatischer Radsatzstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Radsatzstellung durch eine aktive Radsatzsteuerung von einem veränderlichen Stellwinkel ψSt überlagert wird, der bei mehreren Radsätzen (3,3') sowohl gleich- als auch gegensinnig gerichtet sein kann.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuergröße des Stellwinkels ψSt die jeweils gegenüber dem Wagenkasten (1) gemessenen Ausdrehwinkel ψAD der Führungsrahmen (2) oder/ und ψAR der Radsätze oder deren jeweilige Ableitung nach der Zeit verwendet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrer Länge verstellbare oder in einem Anlenkpunkt verschiebbare Radsatzlenker (17) bei Ausfall der aktiven Steuerung eine laufstabile Endstellung im Führungsrahmen (2) einnehmen und eine Drehhemmung zwischen dem Wagenkasten (1) und dem Führungsrahmen (2) und/ oder den Radsätzen (3,3') wirksam wird.
  4. Einrichtung zur Radsatzführung von Schienenfahrzeugen mit in Führungsrahmen vorgegebener statischer oder quasistatischer Radsatzstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Steuerung aus den Meßwertaufnehmern, der Auswerteeinheit und einer schnell reagierenden, die Steifigkeit der Radsatzführung nicht wesentlich beeinträchtigenden Stellvorrichtung besteht.
EP98100507A 1997-04-11 1998-01-14 Verfahren und Einrichtung zur Radsatzführung von Schienen-Fahrzeugen Expired - Lifetime EP0870664B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19715148 1997-04-11
DE19715148A DE19715148A1 (de) 1997-04-11 1997-04-11 Verfahren und Einrichtung zur Radsatzführung von Schienenfahrzeugen

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Publication Number Publication Date
EP0870664A2 true EP0870664A2 (de) 1998-10-14
EP0870664A3 EP0870664A3 (de) 2000-03-01
EP0870664B1 EP0870664B1 (de) 2008-04-02

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP98100507A Expired - Lifetime EP0870664B1 (de) 1997-04-11 1998-01-14 Verfahren und Einrichtung zur Radsatzführung von Schienen-Fahrzeugen

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Country Link
EP (1) EP0870664B1 (de)
AT (1) ATE391063T1 (de)
CZ (1) CZ289238B6 (de)
DE (2) DE19715148A1 (de)
ES (1) ES2306463T3 (de)
PL (1) PL186906B1 (de)

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