DE2003334C3 - Kurvenabhängige Steuerungseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

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(-dT^und

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aus diesem Meßsignal aufweist

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (Pendel I) bei ihrer Auslenkung das Meßsignal durch Änderung einer Induktion, einer Kapazität oder eines Widerstandes erstellt

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Die Erfindung betrifft eine kurvenabhängige Steuerungseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für eine Neigungssteuerung von Schienenfahrzeugen, mit einer beim Durchfahren von Kurven Steuersignale abgebenden, im Fahrzeug angeordneten, pendelartigen Meßeinrichtung.

Es sind bereits durch die DE-AS 16 05084 entsprechende kurvenabhängige Steuerungseinrichtungen für Fahrzeuge bekanntgeworden, welche insbesondere zur Neigungssteuerung von mit Luftfederungen ausgerüsteten Schienenfahrzeugen dienen. Diese Steuerungseinrichtungen sind mit einer beim Durchfahren von Kurven Steuersignale abgebenden, im Fahrzeug angeordneten Meßeinrichtung versehen, welche ein drehwinkelbeschleunigungs- und drehgeschwindigkeitscmpfindliches, während des Auftretens von Drehwinkelbeschleunigungen und von Drehbewegungen des Fahrzeuges um dessen Vertikalachse gesonderte, sich entsprechend der Wirkungsrichtung der Dreh Winkelbeschleunigungen bzw. Drehbewegungen unterscheidende Meßsignale erzeugendes Meßgerät zur Erstellung unterschiedlicher wirkungsrichtungsabhängiger Betätigungssignale (Sr und Sl bzw. Sm und 5^ aufweist

Die Meßeinrichtung wird dabei von einem gefesselten Kreisel gesteuert; sie erfordert einen sehr hchen Bauaufwand und ist dementsprechend teuer.

Es ist außerdem bereits eine Einrichtung bekannt (DE-OS 15 30117), bei der ein quer zur Fahrzeuglängsrichtung bewegliches Pendel Einrichtungen steuert, um abhängig von durchfahrenen Kurven eine bestimmte seitlich gerichtete Neigung des Fahrzeugaufbaus (Wagenkasten) zu erreichen. Hierbei steuert das Pendel über ein mit diesem verbundenes hydraulisches Ventil, die von einem Vorratsbehälter einem beidseitig beaufschlagbaren Kolben zuführbare Druckflüssigkeit,

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60 wobei die Beaufschlagung einer der Kolbenseiten in Abhängigkeit von der Pendelausschlagsrichtung erfolgt

Ober beidseits des Kolbens vorgesehene Mittel wird bei Beaufschlagung einer Seite desselben der Wagenkasten gegenüber dem Radsatz bzw. Drehgestell um die Längsachse geneigt Ein solch pendelgesteuertes Ventil erfährt jedoch unberechenbare und auch unkonstante Rückwirkungen, z.B. durch die von Temperatur und Viskositätsänderungen veränderlichen Reibungskräfte seiner Dichtungen, d. Il, daß z. B. seine Ansprechbarkeit nicht nur Verzögerungen erleidet sondern sich auch nicht reproduzierbar verhält Es ist bei dieser Anlage auch möglich, daß infolge der Trägheit der hydraulischen Flüssigkeit durch das in seine Normallage zurückgekehrte Pendel das Ventil geschlossen wird bevor der Kolben seine Mittellage wieder eingenommen hat, also noch eine Wagenkastenneigung hervorrufende Kolbenverschiebung weiterhin besteht Solche Verhältnisse können besonders dann auftreten, wenn aus einer Kurve anschließend in die entgegengesetzt gerichtete Kurve übergegangen wird.

Des weiteren zeigt die DE-AS 12 62 133 den Abgriff eines Meßpendels, der eine kontaktlose Nullstellung bei Vorliegen keiner Zentrifugalkräfte und je einer der Ausschlagseiten zugewandten einfachen Schließkontakt bei Auftreten von Zentrifugalkräften aufweist Eine Anpassung des Meßsignals an die Größe des eingetretenen Pendekasschlags (Höhe der Beschleunigung) findet hierbei nicht statt so daß keine differenzierte Neigungssteuerung des Wagenkastens möglich ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kurvenabhängige Steuerungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche alle Vorteile der bekannten Steuerungseinrichtung gemäß der DE-AS 16 05 084 aufweist, wobei die Größe des erhaltenen Meßsignals den in unterschiedlichen Größen auftretenden Zentrifugalkräften entspricht, jedoch zur Messung der Fahrbewegung des Fahrzeuges kein kreiselgesteuertes Meßgerät, sondern nur ein sehr einfaches und billiges Meßgerät erfordert und weiche dementsprechend insgesamt nur einen niedrigen Erstellungs- und Wartungsaufwand benötigt

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale.

Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung kann dem Unteranspruch entnommen werden.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung ist es möglich, Meßsignale zu erhalten und weiter zu verarbeiten, so daß Steuerungsimpulse für die Niveauregeleinrichtungen des Fahrzeuges erhalten werden, die einerseits auf ansteigende oder abnehmende Querbeschleunigungen des Fahrzeuges ansprechen, wie sie beim Durchfahren des Übergangsbogens auftreten, und die andererseits auf konstant bleibende Querbeschleunigungen ansprechen, wie sie im Kurvenabschnitt mit konstanter Krümmung auftreten.

In der Zeichnung ist schematisch eine nach der Erfindung ausgestaltete Steuerungseinrichtung dargestellt

Im Fahrzeug ist quer zu dessen Fahrtrichtung schwingend ein Pendel 1 angeordnet, welches induktiv bzw. kapazitiv derart mit einer Einrichtung 1' gekoppelt ist, daß diese Einrichtung 1' zusammen mit dem Pendel 1 eine den Auslenkun^en des Pendels 1 entsprechende Meßsignale +b bzw. -b abgebende Meßeinrichtung darstellt Die Meßsignale +bund — bentsprechen also

den auf das Fahrzeug einwirkenden Zentrifugalkräften bzw. -beschleunigung«), wobei die Wirkungsrichtung der Zentrifugalkräfte bzw. -beschleunigungen das Vorzeichen der Meßsignale bestimmt Weiterhin ist ein Differentialglied 2 vorgesehen, durch welches aus dem Meßsignal + /»durch Differenzierung das Meßsignal

+ dft

dt

und aus deisi Meßsignal — b durch Differenzierung das Meßsigna!

-dft

dt

gebildet wird. Die Meßsignale +b bzw. -b werden Ober elektrische Leitungen 3, 4, 5 und 6 einer fahrtrichtungsabhängigen Schalteinrichtung 7 zugeführt, welche in ihrer einen Schaltstellung die Meßsigna-Ie unverändert und in ihrer anderen Schaltstellung jeweils vertauscht von den Leitungen 3,4, S und 6 auf Leitungen 8,9,10 und 11 überträgt Die Schalteinrichtung 7 wird über eine elektrische Steuerleitung 12 entsprechend der Polarität eines Gleichspannungsgenerators 13 gesteuert, der von einem Fahrzeugrad angetrieben wird. Eine Abzweigung 14 der Steuerleitung 12 führt zu einer weiteren Schalteinrichtung 15, welche unabhängig von der Polarität bei Übersteigen einer bestimmten Mindestspannung einen in einer Verbindung von einer Spannungsquelle 16 zu einer Versorgungsleitung 17 liegenden Schalter 18 schließt.

Die Leitung 8 ist an einem Eingang eines UND-Gatters 19, eines weiteren UND-Gatters 20 und an einer Diode 21 angeschlossen. Die Leitung 9 führt zu einem Eingang eines UND-Gatters 22, eines weiteren UND-Gatters 23 und zu einer Diode 24. Die Leitung 10 ist mit je einem zweiten Eingang der UND-Gatter 19 und 22 verbunden. Die Leitung 11 schließlich führt zu den zweiten Eingängen der UND-Gatter 20 und 23. Die Dioden 21 und 24 sind über eine Leitung 25 gemeinsam an den Eingang eines Signalverstärkers 26 angeschlossen.

Im Fahrzeug ist quer zu dessen Fahrtrichtung schwingend ein zweites Pendel 27 aufgehängt, welches bei seinem Ausschwingen Kontakte 28 bzw. 29 schließt. Der sich unter dem Einfluß der Fliehkraft bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges durch eine Rechtskurve schließende Kontakt 28 ist zwischen die Versorgungsleitung 17 und eine zu einem dritten Eingang des UND-Gatters 19 führende Leitung 30 eingeordnet. Der sich bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges durch eine Linkskurve schließende Kontakt 29 ist in eine Verbindung von der Versorgungsleitung 17 zu einer Leitung 31 eingeschaltet, welche zu einem dritten Eingang des UND-Gatters 23 führt. Weiterhin ist am Fahrzeug ein Mittelschalter 32 angeordnet, welcher in Abhängigkeit von der Winkellage zwischen einem ungefederten und einem gefederten Teil des Fahrzeuges gesteuert wird. Der Mittelschalter 32 unterbricht nur bei zur Fahrbahnebene und damit zu den Radachsen des Fahrzeuges paralleler Lage des gefederten, nicht dargestellten Fahrzeugkastens eine Verbindung von der Versorgungsleitung 17 zu einer Leitung 33, welche zu dritten Eingängen der UND-Gatter 20 und 22 führt.

Die Ausgangsleitungen 34 und 35 der beiden UND-Gatter 19 und 22 führen zu den beiden Eingängen eines ODER-Gatters 38. Die beiden Ausgangsleitungen 36 und 37 der beiden UND-Gatter 20 und 23 sind an die Eingänge eines ODER-Gatters 39 angeschlossen. Der Ausgang des ODER-Gatters 38 ist über eine Leitung 40 mit dem Eingang eines Signalverstärkers 41 und der Ausgang des ODER-Gatters 39 über eine Leitung 42 mit dem Eingang eines Signalverstärkers 43 verbunden.

Beim Anstehen eines Signais an ihren Eingängen erregen die Signalverstärker 26,41 und 43 jeweils die Spule eines an ihren Ausgängen 44,45 bzw. 46 liegenden Relais 47, 48 bzw. 49. Das dem Signalverstärker 26 nachgeschaltete Relais 47 schließt bei seiner Erregung einen Schalter 50, der in der Verbindung einer ständig mit einer Spannungsquelle 51 verbundenen Leitung 52 mit einer Ausgangsleitung 53 für ein Betätigungssignal S_n liegt Das Relais 48 enthält in seinem unerregten Zustand geöffnete Relaisschalter 54 und 55. Der Relaisschalter 54 liegt in einer Verbindung der Leitung 52 mit einer Ausgangsleitung 56, welche nur beim Auftreten eines in einer bestimmten Richtung wirkenden Ruckes

+ dft

di

am Fahrzeug ein Betätigungssignal Sr zum Neigen des Wagenkastens nach rechts führt Der Relaisschalter 55 liegt in einer Verbindung der Leitung 52 mit einer Leitung 57. Das Relais 49 schließlich enthält ebenfalls zwei nur in seinem erregten Zustand geschlossene Relaisschalter 58 und 59. Der Relaisschalter 58 liegt in einer Verbindung der Leitung 52 mit einer Ausgangsleitung 60, welche nur bei Auftreten eines zum vorstehend genannten entgegengesetzt wirkenden Ruckes

-dft

dr

am Fahrzeug ein Betätigungssignal Sl zum Linksneigen des Wagenkastens führt Der Relaisschalter 59 liegt in einer Verbindung der Leitung 52 mit einer Leitung 61. Die Leitungen 57 und 61 führen jeweils zu einem im unerregten Zustand geschlossenen Kontakt 62 bzw. 63 zweier Relais 64 und 65. Der Kontakt 62 ist einer Ausgangsleitung 66 für ein Betätigungssignal Snr vorgeschaltet.

Vom Kontakt 63 geht eine Ausgangsleitung 67 für ein Betätigungssignal Sm. aus.

Die Ausgangsleitung 66 ist weiterhin mit der andererseits geerdeten Spule des Relais 65 und einem im unerregten Zustand des Relais 65 geöffneten Kontakt 68 des Relais 65 verbunden. An die Ausgangsleitung 67 ist die Spule des Relais 64, die ebenfalls andererseits geerdet ist, und ein im unerregten Zustand des Relais 64 geöffneter Kontakt 69 angeschlossen. Die Kontakte 68 und 69 stehen andererseits über eine Leitung 70 mit der Ausgangsleitung 53 in Verbindung. Die Betätigungssignale Snr und Snl dienen zur Steuerung einer besonderen, nur in Abhängigkeit von der Höhenlage der Längsachse, um welche der Fahrzeugkasten durch die Neigungssteuerung des Fahrzeuges schwenkbar ist, gesteuerten Niveauregeleinrichtung.

Mit Ausnahme der das Pendel 1 mit der Einrichtung 1' sowie das Differentialglied 2 umfassenden Meßeinrichtung entspricht der Aufbau der Steuerungseinrichtung also der bekannten Einrichtung nach der DE-AS 16 05 084.

Bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges tritt am Fahrzeug keine Querbeschleunigung auf, und das Pendel 1 bleibt in Ruhe. Die Einrichtung Γ gibt damit keine Meßsignale + b oder — b ab, und es treten auch keine Meßsignale

-db

-ar ^oder

dt

Fährt das Fahrzeug aus einem geraden Streckenabschnitt in einen Übergangsbogen zu einer Rechtskurve ein, so schwingt das Pendel 1 nach links aus, und die Einrichtung Y gibt entsprechend der ansteigenden Querbeschleunigung des Fahrzeuges ein ansteigendes Meßsignal +b in die Leitung 3 ab. Über das Differentialglied 2 wird dabei in die Leitung 5 ein Meßsignal

dt

für den auf das Fahrzeug einwirkenden Ruck eingesteuert Die Leitungen 4 und 6 bleiben dabei nach wie vor ohne Signal.

Sobald das Fahrzeug aus dem Übergangsbogen der Rechtskurve in den Kurvenabschnitt mit konstanter Krümmung eintritt, bleibt die auf das Fahrzeug einwirkende Querbeschleunigung und damit auch das Meßsignal +b konstant Über das Differentialglied 2 klingt dabei das Meßsignal

+ ab

di

die Leitung 6 ein Meßsignal

-db
dr

für den nunmehr in umgekehrter Richtung auf das Fahrzeug einwirkenden Ruck eingesteuert. Sobald das Fahrzeug den geraden Gleisabschnitt erreicht, wird die Querbeschleunigung, welche auf das Fahrzeug einwirkt, zu 0 und die Meßsignale +buna

-ab

für den Ruck ab und wird zu 0.

Fährt das Fahrzeug aus dem Kurvenabschnitt konstanter Krümmung in den Übergangsbogen, weleher von der Rechtskurve zu einem geraden Gleisabschnitt führt, ein, so sinkt die auf das Fahrzeug einwirkende Querbeschleunigung und damit das Meßsignal + b ab. Über das Differentialglied 2 wird damit in dt

werden zu 0.

Beim Durchfahren einer Linkskurve spielen sich entsprechende Vorgänge ab. Bei der Einfahrt in den Übergangsbogen zur Linkskurve treten also die Meßsignale —6 und

-ab

dt

im Bogenabschnitt mit konstanter Krümmung nur das Meßsignal —b und im Übergangsbogen aus der Linkskurve zum geraden Streckenabschnitt die Meßsignale — bund

+ db

dt

3°

Die Meßsignale +bund —6sowie

35 dt

und

-db
dt

entsprechen also in ihrem Auftreten völlig den Meßsignalen +ω und —ω sowie +ω'und —ω'nach der bekannten Steuerungseinrichtung gemäß der DT-AS 16 05 084. Demgemäß entspricht auch die Wirkungsweise der Steuerungseinrichtung vollkommen der Wirkungsweise der bekannten Steuerungseinrichtung und braucht daher hier im weiteren nicht beschrieben zu werden.

Hierzu I Blaii Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Kurvenabhängige Steuerungseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für eine Neigungssteuerung von Schienenfahrzeugen, mit einer beim Durchfahren von Kurven Steuersignale abgebenden, im Fahrzeug angeordneten, pendelartigen Meßeinrichtung, gekennzeichnet durch ein quer zur Fahrzeuglängsachse massebehaftetes, elastisch ι ο auslenkbares. die auftretenden Zentrifugalkräfte bzw. -beschleunigungen und in Querrichtung des Fahrzeuges wirkende Rucke gesondert, sich entsprechend der Wirkungsrichtung der Zentrifugalkräfte bzw. -beschleunigungen und Rucke unterscheidende Meßsignale (+6 und —b) erzeugendes Meßgerät (1,1' und 2\ welches eine Masse (Pendel 1) und Schaltgüeder (Differentialglied 2) zur Bildung und Abgabe des Zeitdifferentials