WO2019154726A1 - Luftfedersteuerungseinrichtung - Google Patents
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- 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
- B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
- B61F5/04—Bolster supports or mountings
- B61F5/10—Bolster supports or mountings incorporating fluid springs
Definitions
- the invention relates to an air spring control device for a rail vehicle chassis with air suspension.
- Passenger rail vehicles are often equipped with air suspension, as this offers a high level of ride comfort and a level control is easy to implement.
- a level control is often used, as this height differences between a platform and the passenger compartment floor with different loading of the
- a control valve air spring valve
- An air suspension of a rail vehicle includes more
- Differential pressure equalization valve, connections for sensors, return valves and often other pneumatic devices required All these components are suitable for connecting to one another by means of pipes, for which purpose usually further components such as tees, reducers, screw-in pieces and the like are required. Since flexible pneumatic lines are avoided as possible, is a considerable effort required for the construction of this air spring system, since the space is also claimed by other mechanical and electrical components and also accessibility, maintenance and interchangeability is required without having to dismantle many other modules.
- the invention is therefore based on the object, a
- Medium pressure valve and a return valve comprises, wherein two compressed-air connections are provided, which are adapted for connection of one air spring and the respective air spring pressure to a respective port of the
- Components such as tees, reducers, pipes,
- Air spring control device the advantage of low weight compared to conventionally designed air spring controls and it has lower space requirements.
- a first valve is a differential pressure compensating valve, which limits the possible pressure difference between the air springs of a chassis. This valve prevents excessive inclination of the car body, for example, by a one-sided error of an air spring valve or a
- one-sided leak For example, if one of the two air springs leaking, so vented the
- a second valve is a medium-pressure valve, which forms from the air pressures in the air springs, a pressure average, which is proportional to the load state of the vehicle and which is provided to the brake control.
- a return valve is provided, which limits the pressure in the air springs to the existing supply pressure.
- Exhaust valves are provided, or the supply lines to the air springs must be opened.
- the air spring control device according to the invention can be attached to the underside of the car body and narrows the available space for more
- Pressure lines in the interior of the air spring control device is made possible. It is particularly advisable to provide measuring connections for the air spring pressures or connections for sensors for determining the air spring pressures.
- the air spring control device is preferably designed as an integrated component, at which are arranged in a housing, the required parts.
- the air spring control device is to equip it with fastening means, such as holes for a screw fastening, by means of which it is releasably fastened to a rail vehicle, preferably a car body fastened.
- Fig.2 air spring control device.
- Fig.l shows an example and schematically a compressed air plan of air suspension. It's a compressed air plan one
- Air suspension according to the prior art shown, which includes a left 9 and a right air spring 10.
- These Air springs 9, 10 are fed from the pneumatic pressure line 13 of the carriage-side compressed air system 15, wherein in the supply line to the air springs 9, 10 each have an air spring valve 11, 12 is connected.
- the air spring valves 11, 12 mechanically determine the respective instantaneous vertical position of the
- Car body to the chassis and control the pressure in the air springs so that a certain level of the car body is achieved regardless of the load.
- Differential pressure compensating valve 2 is connected between the supply lines to the air springs 9, 10 and reduces the
- the illustrated air suspension is equipped with a medium-pressure valve 3, which is acted upon by the pressure in the two supply lines to the air springs 9, 10 and from these pressures forms the average pressure and this via a medium pressure line 14 to the cart box side
- Compressed air system 15 transmitted. This average pressure is proportional to the current vehicle mass and can be used for
- a return valve 4 is connected in parallel with the left air spring valve 11 and prevents an increase in the pressure in the air springs 9, 10 via the pressure in the air spring valve
- Pneumatic pressure line 13 Pneumatic pressure line 13.
- a measuring connection 16 and a pressure transducer 17 are each arranged in the supply lines to the air springs 9, 10.
- Air spring control device It is one
- Air spring control device 1 shown which comprises the essential control functions of an air suspension with the exception of the air suspension valves.
- Differential pressure equalization valve 2 and a medium-pressure valve 3 are arranged in a unit which has a connection 7 for a left air spring and a connection 8 for a right
- Air spring comprises, wherein the voltage applied to these terminals 7, 8 are passed to the air pressure valves 2, 3.
- the output of the medium pressure valve 3 is connected to the
- a return valve 4 is disposed between a return valve port 5 and the port 7 of the left air spring.
- Air spring control device 1 forms the minimum
- Fig. 3 shows, by way of example and schematically, a compressed air plan of an air suspension with an air spring control device. It is shown an air suspension with two air springs 9, 10, which comprises an air spring control device 1 according to the invention. As a result, the cost of piping is significantly reduced.
- cart box-side compressed air system 15 is about
- Air spring valves 11, 12 connected to the air springs 9, 10, the other pneumatic control operations are performed by the integrated in the air spring control device 1 valves.
- the air spring control device 1 with the leads to the air springs 9, 10, the
- Air spring control device 1 connections for each two measuring terminals and pressure transducer, their functionality thus corresponds exactly to the air suspension of Fig.l, but with significantly lower complexity of the piping. List of terms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
Luftfedersteuerungseinrichtung (1) für ein Schienenfahrzeugfahrwerk mit zwei Luftfedern, wobei die Luftfedersteuerungseinrichtung (1) ein Differenzdruckausgleichsventil (2), ein Mitteldruckventil (3) und ein Rückstellventil (4) umfasst, wobei zwei Druckluftanschlüsse (7, 8) vorgesehen sind welche zum Anschluß von je einer Luftfeder (9, 10) eingerichtet sind und den jeweiligen Luftfederdruck an einen je einen Anschluß des Differenzdruckausgleichsventils (2) und des Mitteldruckventils (3) leiten und wobei ein durch das Mitteldruckventil (3) erzeugbarer Mitteldruck an einen Mitteldruckanschluß (6) geleitet ist und wobei einer der Luftfederdrücke an ein Rückstellventil (4) geleitet ist, welches an seinem Ausgang mit einem Rückstellventilanschluß (5) verbunden ist.
Description
Beschreibung
LuftfederSteuerungseinrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Luftfedersteuerungseinrichtung für ein Schienenfahrzeugfahrwerk mit Luftfederung.
Stand der Technik
Passagierschienenfahrzeuge sind häufig mit einer Luftfederung ausgestattet, da diese einen hohen Fahrkomfort bietet und eine Niveauregulierung einfach realisierbar ist. Insbesondere bei U-Bahnen ist eine Niveauregulierung häufig eingesetzt, da dadurch Höhenunterschiede zwischen einem Bahnsteig und dem Passagierraumboden bei unterschiedlicher Beladung des
Fahrzeugs vermieden werden können. Dabei ist ein Steuerventil (Luftfederventil ) so im Fahrwerk angeordnet, dass es das Absinken des Wagenkastens bei Beladung erfasst und daraufhin den Druck in den Luftfedern soweit erhöhen kann, dass ein bestimmtes Niveau des Wagenkastens wiederhergestellt wird. Eine Luftfederung eines Schienenfahrzeugs umfasst weitere
Bauteile, neben den Luftfederbälgen selbst und dem genannten Steuerventil sind meist auch ein
Differenzdruckausgleichsventil, Anschlüsse für Sensoren, Rückstellventile und oft weitere pneumatische Einrichtungen erforderlich. All diese Komponenten sind mittels Rohren untereinander geeignet zu verbinden, wozu meist weitere Bauteile wie T-Stücke, Reduzierstücke, Einschraubstücke und ähnliche erforderlich sind. Da flexible Pneumatikleitungen möglichst vermieden werden, ist ein beträchtlicher Aufwand
für die Konstruktion dieser Luftfederanlage erforderlich, da der Bauraum auch von weiteren mechanischen und elektrischen Komponenten beansprucht wird und auch eine Zugänglichkeit, Wart- und Austauschbarkeit gefordert ist ohne viele weitere Baugruppen abmontieren zu müssen.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Luftfedersteuerungseinrichtung anzugeben, für deren
Installation ein wesentlich geringerer Aufwand erforderlich ist, und welche weniger zusätzliche Bauteile bedarf als Luftfederinstallationen gemäß des Standes der Technik.
Die Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind
Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird eine
Luftfedersteuerungseinrichtung für ein
Schienenfahrzeugfahrwerk mit zwei Luftfedern beschrieben, welche ein Differenzdruckausgleichsventil, ein
Mitteldruckventil und ein Rückstellventil umfasst, wobei zwei Druckluftanschlüsse vorgesehen sind, welche zum Anschluß von je einer Luftfeder eingerichtet sind und den jeweiligen Luftfederdruck an einen je einen Anschluß des
Differenzdruckausgleichsventils und des Mitteldruckventils leiten und wobei ein durch das Mitteldruckventil erzeugbarer Mitteldruck an einen Mitteldruckanschluß geleitet ist und wobei einer der Luftfederdrücke an ein Rückstellventil geleitet ist, welches an seinem Ausgang mit einem
Rückstellventilanschluß verbunden ist.
Dadurch ist der Vorteil erzielbar, alle wesentlichen Bauteile einer Luftfedersteuerung in einem einzelnen Gerät vorsehen zu können, wodurch der Aufwand an Verrohrung und weiteren
Bauteilen, wie T-Stücken, Reduzierstücken, Leitungen,
Befestigungsmittel, etc. wesentlich reduziert ist. Solcherart kann eine Pneumatikverrohrung schneller ausgeführt werden, wobei auch aufgrund der reduzierten Anzahl an Dichtstellen eine vereinfachte Prüfung der Installation ermöglicht wird. Des Weiteren bietet eine erfindungsgemäße
Luftfedersteuerungseinrichtung den Vorteil niedrigen Gewichts gegenüber herkömmlich aufgebauten Luftfedersteuerungen und sie weist geringeren Bauraumbedarf auf. Die genannten
Vorteile bewirken einen kostengünstigeren Aufbau da bisher erforderliche Bauteile entfallen können und der Einbau schneller ausführbar ist.
Erfindungsgemäß werden drei Ventile zu einer Einheit
zusammengefasst, welche für Luftfederungen an
Schienenfahrzeugen allgemein eingesetzt werden. Ein erstes Ventil ist ein Differenzdruckausgleichsventil, welches den möglichen Druckunterschied zwischen den Luftfedern eines Fahrwerks begrenzt. Dieses Ventil verhindert eine übermäßige Schrägstellung des Wagenkastens, beispielsweise durch einen einseitigen Fehler eines Luftfederventils oder einer
einseitigen Undichtigkeit. Wird beispielsweise eine der beiden Luftfedern undicht, so entlüftet das
Differenzdruckausgleichsventil auch die zweite Luftfeder desselben Fahrwerks bis auf einen bestimmten
Restdifferenzdruck vollständig, sodass eine Weiterfahrt des Fahrzeugs auf der Notfederung und ohne starke Schrägstellung des Wagenkastens erfolgen kann.
Ein zweites Ventil ist ein Mitteldruckventil, welches aus den Luftdrücken in den Luftfedern einen Druckmittelwert bildet, welcher dem Beladungszustand des Fahrzeugs proportional ist und welcher der Bremssteuerung zur Verfügung gestellt wird. Als drittes Ventil ist ein Rückstellventil vorgesehen, welches den Druck in den Luftfedern auf den vorhandenen Versorgungsdruck limitiert. Dadurch kann auch bei druckloser Versorgungsleitung, beispielsweise im Wartungsfall, der Druck in den Luftfedern abgelassen werden, ohne das dafür
Auslaßventile vorzusehen sind, bzw. die Zuleitungen zu den Luftfedern geöffnet werden müssen.
Alleine die Luftfederventile sind getrennt anzuordnen, da diese zur Bestimmung der momentanen Einfederung eine
mechanische Verbindung zu dem Fahrwerk aufweisen müssen und typischerweise an der Unterseite des Wagenkastens angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Luftfedersteuerungseinrichtung kann an der Unterseite des Wagenkastens befestigt werden und engt den zur Verfügung stehenden Bauraum für weitere
Installationen nicht übermäßig ein.
In weiterer Fortbildung der Erfindung ist es empfehlenswert, die Luftfedersteuerungseinrichtung mit Anschlüssen
auszustatten, über welche ein Zugriff auf bestimmte
Druckleitungen im Inneren der Luftfedersteuerungseinrichtung ermöglicht wird. Besonders empfehlenswert ist es dabei, Meßanschlüsse für die Luftfederdrücke bzw. Anschlüsse für Sensoren zur Bestimmung der Luftfederdrücke vorzusehen.
Solcherart können komplizierte Verrohrungen und T-Stücke zu den Luftfedern sowie Dichtstellen entfallen.
Die erfindungsgemäße Luftfedersteuerungseinrichtung ist vorzugsweise als integriertes Bauteil auszuführen, bei
welchem in einem Gehäuse die erforderlichen Teile angeordnet sind. Die Luftfedersteuerungseinrichtung ist dabei mit Befestigungsmitteln auszustatten, beispielsweise Bohrungen für eine Schraubbefestigung, mittels welcher sie lösbar an einem Schienenfahrzeug, vorzugsweise einem Wagenkasten befestigbar ist.
In weiterer Fortbildung der Erfindung kann die
Luftfedersteuerungseinrichtung mit unterschiedlichen
Anschlüssen konfiguriert werden. Dazu sind die
Druckluftanschlüsse der Einrichtung zur Aufnahme von
Adaptoren auszuführen, mittels welcher der Anschluß von Leitungen gemäß der bei Druckluftleitungen gebräuchlichen Schnittstellen erfolgen kann. Beispielsweise können dadurch Leitungen mit Gewindeanschlüssen ebenso wie Leitungen mit Dichtkegelverschraubungen oder ähnlichen angebunden werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen beispielhaft:
Fig.l Druckluftplan einer Luftfederung.
Fig.2 Luftfedersteuerungseinrichtung .
Fig.3 Druckluftplan einer Luftfederung mit einer
Luftfedersteuerungseinrichtung .
Ausführung der Erfindung
Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch einen Druckluftplan einer Luftfederung. Es ist ein Druckluftplan einer
Luftfederung gemäß dem Stand der Technik dargestellt, welche eine linke 9 und eine rechte Luftfeder 10 umfasst. Diese
Luftfedern 9, 10 werden aus der Pneumatikdruckleitung 13 der wagenkastenseitigen Druckluftanlage 15 gespeist, wobei in der Zuleitung zu den Luftfedern 9, 10 jeweils ein Luftfederventil 11, 12 geschaltet ist. Die Luftfederventile 11, 12 ermitteln mechanisch die jeweilige momentane vertikale Lage des
Wagenkastens zu dem Fahrgestell und steuern den Druck in den Luftfedern so, dass ein bestimmtes Niveau des Wagenkasten unabhängig von der Beladung erzielt wird. Ein
Differenzdruckausgleichsventil 2 ist zwischen den Zuleitungen zu den Luftfedern 9, 10 geschaltet und reduziert den
zulässigen Differenzdruck zwischen diesen Zuleitungen und in weiterer Folge zwischen den Luftfedern 9, 10. Dadurch wird eine Schiefstellung des Wagenkastens verhindert. Weiters ist die dargestellte Luftfederung mit einem Mitteldruckventil 3 ausgestattet, welches mit dem Druck in den beiden Zuleitungen zu den Luftfedern 9, 10 beaufschlagt wird und aus diesen Drücken den mittleren Druck bildet und diesen über eine Mitteldruckleitung 14 an die wagenkastenseitige
Druckluftanlage 15 übermittelt. Dieser mittlere Druck ist zu der aktuellen Fahrzeugmasse proportional und kann zur
Regelung der erforderlichen Bremskraft herangezogen werden. Ein Rückstellventil 4 ist dem linken Luftfederventil 11 parallelgeschaltet und verhindert einen Anstieg des Drucks in den Luftfedern 9, 10 über den Druck in der
Pneumatikdruckleitung 13. Zusätzlich sind in den Zuleitungen zu den Luftfedern 9, 10 jeweils ein Meßanschluß 16 und ein Druckgeber 17 angeordnet.
Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch eine
Luftfedersteuerungseinrichtung . Es ist eine
Luftfedersteuerungseinrichtung 1 dargestellt, welche die wesentlichen Steuerfunktionen einer Luftfederung mit Ausnahme der Luftfederventile umfasst. Dabei sind ein
Differenzdruckausgleichsventil 2 und ein Mitteldruckventil 3 in einer Einheit angeordnet, welche einen Anschluß 7 für eine linke Luftfeder und einen Anschluß 8 für eine rechte
Luftfeder umfasst, wobei die an diesen Anschlüssen 7, 8 anliegenden Luftdrücke an die Ventile 2, 3 geleitet werden. Der Ausgang des Mitteldruckventils 3 ist mit dem
Mitteldruckanschluß 6 der Luftfedersteuerungseinrichtung 1 verbunden, sodass den Mitteldruck an diesem Anschluß 6 zugänglich ist. Ein Rückstellventil 4 ist zwischen einem Rückstellventilanschluß 5 und dem Anschluß 7 der linken Luftfeder angeordnet. Die gezeigte Konfiguration einer
Luftfedersteuerungseinrichtung 1 bildet das Minimum an
Funktionalität und kann beispielsweise um Meßanschlüsse erweitert werden.
Fig . 3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Druckluftplan einer Luftfederung mit einer Luftfedersteuerungseinrichtung . Es ist eine Luftfederung mit zwei Luftfedern 9, 10 gezeigt, welche eine erfindungsgemäße Luftfedersteuerungseinrichtung 1 umfasst. Dadurch ist der Aufwand an Verrohrungen wesentlich reduziert. Die Pneumatikdruckleitung 13 der
wagenkastenseitigen Druckluftanlage 15 ist dabei über
Luftfederventile 11, 12 mit den Luftfedern 9, 10 verbunden, die weiteren pneumatischen Steuervorgänge werden durch die in der Luftfedersteuerungseinrichtung 1 integrierten Ventile durchgeführt. Dazu ist die Luftfedersteuerungseinrichtung 1 mit den Zuleitungen zu den Luftfedern 9, 10, der
Mitteldruckleitung 13 und der Pneumatikdruckleitung 13 verbunden. Des Weiteren weist die gezeigte
Luftfedersteuerungseinrichtung 1 Anschlüsse für jeweils zwei Meßanschlüsse und Druckgeber auf, ihre Funktionalität entspricht somit exakt der Luftfederung aus Fig.l, jedoch mit deutlicher geringerer Komplexität der Verrohrung.
Liste der Bezeichnungen
1 LuftfederSteuerungseinrichtung
Differenzdruckausgleichsventil
3 Mitteldruckventil
4 Rückstellventil
5 Anschluß Rückstellventil
6 Anschluß Mitteldruck
7 Anschluß linke Luftfeder
Anschluß rechte Luftfeder
9 Linke Luftfeder
10 Rechte Luftfeder
11 Linkes Luftfederventil
12 Rechtes Luftfederventil
13 Pneumatikdruckleitung
14 Mitteldruckleitung
15 Wagenkästenseitige Druckluftanläge
16 Meßanschluß
17 Druckgeber
Claims
1. Luftfedersteuerungseinrichtung (1) für ein
Schienenfahrzeugfahrwerk mit zwei Luftfedern,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftfedersteuerungseinrichtung (1) ein
Differenzdruckausgleichsventil (2), ein
Mitteldruckventil (3) und ein Rückstellventil (4) umfasst, wobei zwei Druckluftanschlüsse (7, 8)
vorgesehen sind welche zum Anschluß von je einer
Luftfeder (9, 10) eingerichtet sind und den jeweiligen Luftfederdruck an einen je einen Anschluß des
Differenzdruckausgleichsventils (2) und des
Mitteldruckventils (3) leiten und wobei ein durch das Mitteldruckventil (3) erzeugbarer Mitteldruck an einen Mitteldruckanschluß (6) geleitet ist und wobei einer der Luftfederdrücke an ein Rückstellventil (4) geleitet ist, welches an seinem Ausgang mit einem
Rückstellventilanschluß (5) verbunden ist.
2. Luftfedersteuerungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Luftfederdrücke an je mindestens einen weiteren Anschluß geführt sind.
3. Luftfedersteuerungseinrichtung (1) nach einem der
Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (5, 6, 7,
8) zur Aufnahme eines Adapters zur Anbindung von
Druckluftleitungen ausgebildet sind.
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