CH390980A - Vorrichtung zum kurvengerechten Steuern von ein- oder mehrachsigen Lenkgestellen von Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

  Vorrichtung zum kurvengerechten Steuern von ein- oder mehrachsigen Lenkgestellen  von Schienenfahrzeugen    Es ist bereits eine Steuervorrichtung für     ein-          oder    mehrachsige Lenkgestelle von Schienenfahrzeu  gen bekannt, bei welcher die Lenkung durch seit  lich von der Schiene angeordnete Fühlorgane er  folgt, die auf induktivem kapazitivem, optischem,  akustischem oder ähnlichem Wege Impulse erhalten  und diese an eine Regeleinrichtung des Steueraggre  gates weiterleiten. Die Vorrichtung arbeitet so, dass  eine     Änderung    der Schienenkrümmung den     Fühl-          organen    einen Impuls vermittelt. Die Einsteuerung  des Lenkgestelles erfolgt also entsprechend und ab  hängig von der Gleiskrümmung.  



  Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass  das Einfahren eines Fahrzeuges in eine Kurve mit  einem relativ harten Einlaufstoss erfolgen kann, weil  die Steuervorrichtung erst im Augenblick des Ein  fahrens in eine Kurve anspricht, das Lenkgestell  also erst entsprechend der Gleiskrümmung eingesteu  ert wird, wenn es bereits in die Kurve eingefahren  ist. Das ist um so mehr der Fall, wenn die     Fühl-          organe,    wie bei der bekannten Vorrichtung, hinter  dem zuerst in die Kurve einlaufenden Radsatz eines  Lenkgestelles angeordnet sind, um besser vor Be  schädigungen geschützt zu sein.  



  Die Erfindung will die bekannte Vorrichtung in  der Weise verbessern, dass das Lenkgestell nicht  erst dann kurvengerecht eingesteuert wird, wenn es  sich schon in der Kurve befindet.  



  Demgemäss betrifft die Erfindung eine Vorrich  tung zum kurvengerechten Steuern von ein- oder  mehrachsigen Lenkgestellen von Schienenfahrzeugen  mit neben der Schiene angeordneten Fühlorganen,  die von der Schiene her Impulse erhalten und diese  an das Steueraggregat weiterleiten. Sie besteht darin,  dass die Einsteuerung des Lenkgestelles zwar ent-    sprechend der Gleiskrümmung, die Impulsgabe aber  unabhängig von der Gleiskrümmung erfolgt.  



  Die Fühlorgane können ihre Impulse beispiels  weise mechanisch von federnden Kontaktbügeln er  halten, die an der Schiene befestigt sein können.  



  Der Kontaktbügel kann mit einem von der Ge  schwindigkeit, die vor der Kurve üblicherweise ge  fahren wird, abhängigen Abstand vor der Kurve an  der Schiene angebracht sein, so dass die Einsteue  rung des Lenkgestelles bereits vor der Kurve     beginnt,     und das Lenkgestell beim Einfahren in die Kurve  bereits entsprechend der Kurvenkrümmung eingesteu  ert ist. Die Trägheit der Vorrichtung beim An  sprechen kann dabei angemessen     berücksichtigt    wer  den. Der Einlaufstoss wird demgemäss wesentlich ge  ringer als bei der bekannten Anordnung sein. Der  bauliche Aufwand ist dabei gering, ;da der Bügel ein  einfaches, wenig störanfälliges Bauteil ist.  



  Die Anordnung mit dem Kontaktbügel hat aber  noch den Nachteil aller mechanischen Kontaktgeber,  dass die Kontaktgabe abhängig von der Geschwindig  keit des Fahrzeugs ist. Fährt das Fahrzeug langsam,  so wird die Kontaktgäbe zuverlässiger erfolgen als  bei grösseren Fahrgeschwindigkeiten. Bei extrem  hoher Fahrgeschwindigkeit kann sogar die Möglich  keit eines völligen Ausfalles der Kontaktgabe ein  treten. Gerade aber bei hohen Fahrgeschwindigkeiten  ist eine Steuerung der Lenkgestelle erwünscht. Beson  deres bei Strecken, die mit stark voneinander ab  weichenden Geschwindigkeiten befahren werden, sind  deshalb die mechanischen Kontaktgeber, wozu auch  der federnde Kontaktbügel gehört, unter Umständen  nicht erwünscht.  



  Eine weitere Schwierigkeit der mechanischen Kon  taktgeber besteht darin, dass auf das     Regellichtraum-          profil    und das     Wagenumgrenzungsprofil    Rücksicht      genommen werden muss. Die Berührung zwischen  den Kontaktgebern der Schiene und den Kontakt  nehmern der Fahrzeuge     darf    nur in der schmalen  Sicherheitszone zwischen Regellichtraumprofil und  Wagenumgrenzungsprofil erfolgen.  



  Aus diesen Gründen schlägt eine andere Lösung  vor, dass das Fühlorgan des Fahrzeuges ein den  Halleffekt ausnutzender Generator sein könnte,  der seine Impulse jeweils von einem schienenfesten,  permanenten Magneten erhalten kann.  



  Haugeneratoren haben den Vorteil, dass sie unab  hängig von der Geschwindigkeit arbeiten, mit der  ein Blättchen aus geeignetem Material (intermetal  lischer Halbleiter, Indiumantimonid und     Indiumar-          senit),    das zwei Elektroden zur Zuführung des  Steuerstroms und zwei Elektroden zur Abnahme  der Hauspannung hat, durch ein     Magnetfeld    (Steuer  feld) bewegt wird. Wird der Hallgenerator mit dem  erwähnten Blättchen als Fühlorgan ;am Fahrzeug be  festigt und das Magnetfeld von dem schienenfest  vorzusehenden Magneten aufgebaut, so erfolgt     die     Steuerung des Lenkgestelles in dem praktisch in  Frage kommenden Geschwindigkeitsbereich unab  hängig von der Fahrgeschwindigkeit.

   Der Steuer  impuls kann ausgelöst werden unabhängig vom Ab  stand zwischen Hallgenerator und permanentem Ma  gneten und schliesslich unabhängig davon, ob der  permanente Magnet durch Schnee, Eis oder sonstige  Substanzen verunreinigt ist. Im Hallgenerator mit  dem permanenten, schienenfesten Magneten liegt also  ein ideales Impulsgabeorgan zur Steuerung von  Schienenlenkgestellen vor.  



  In der Zeichnung sind zwei     Ausführungsbei-          spiele    der Erfindung dargestellt. Es zeigen:  Fig. 1 die Steuervorrichtung an einem einachsigen  Lenkgestell von der Seite gesehen,  Fig. 2 in schematischer Darstellung die Zuord  nung der einzelnen Teile und  Fig. 3 die zweite Ausführungsform der Vor  richtung an einem schematisch dargestellten Lenk  gestell.  



  Das im ersten Ausführungsbeispiel einachsige  Lenkgestell mit dem Rahmen 1 und dem Radsatz 2  ist um einen lotrechten Zapfen 3 eines Fahrzeug  rahmens 4 schwenkbar. An jedem Gehäuse der Rad  satzlager und damit an einem gegen die Schiene 5  nicht gefederten Fahrzeugteil ist höhenverstellbar ein  starrer Bügel 6 befestigt, der an seinem dem anderen  Lenkgestell des Fahrzeuges zugekehrten Ende unter  Einschaltung eines Isolierstückes 7 einen Schleifkon  takt 8 trägt (Fig. 1). Der Schleifkontakt hat einen  solchen lotrechten Abstand von der Schiene, dass er  mit ihr nicht in Berührung kommt, sondern nur mit  einem an der Schiene befestigten und die Lauf  fläche überragenden federnden Kontaktbügel 9. Die  Anordnung des Schleifkontaktes hinter dem jeweili  gen Rad des Radsatzes verhindert, dass er durch auf  der Schiene liegende Hindernisse beschädigt wird.

    Der Kontaktbügel 9 kann ohne beschädigt zu werden  vom Radsatz 2 überfahren werden. Er ist mit seinem    einen Ende bezüglich seiner Höhen- und Seitenlage  einstellbar an der Schiene befestigt, während sein  anderes Ende horizontal geführt ist, jedoch lotrecht  frei federn kann. Ein dem Kontaktbügel 9 ent  sprechender Kontaktbügel befindet sich am Anfang  und am Ende einer Kurve an der Aussenseite der  kurveninneren Schiene. Die beiden angenommenen  Lenkgestelle eines Schienenfahrzeuges sind gleich aus  gebildet, wobei die lotrechte Fahrzeugquermittel  ebene ihre Symmetrieebene ist. Sie können in bekann  ter Weise auch mehr als einen Radsatz haben. Bei  mehrachsigen Lenkgestellen befindet sich zwischen  den äusseren Radsätzen jedes Lenkgestelles ein Paar  Schleifkontakte.  



  Die beiden Schleifkontakte 8 der beiden Lenk  gestelle 1, 2 eines Schienenfahrzeuges sind in einen  strichpunktiert dargestellten Schaltstromkreis 10 ein  geschaltet (Fig. 2). Der Schaltstromkreis 10 wird von  einer Gleichstromquelle 11 gespeist, Es wird über  die Kontaktbügel 9 an Masse 12 gelegt. Den Schleif  kontakten 8 jedes Lenkgestelles ist ein Doppelschalter  13 zugeordnet. Der in Fahrtrichtung 14 des Fahrzeu  ges vordere Doppelschalter ist geschlossen, während  der in Fahrtrichtung hintere Doppelschalter offen ist.  Beim Wechseln der Fahrtrichtung werden die Schal  ter automatisch oder von Hand umgestellt, so dass  jeweils die in Fahrtrichtung vorderen Schleifkontakte  zur Impulsgabe herangezogen sind, während die  in Fahrtrichtung hinteren Schleifkontakte nicht be  nutzt werden.

   In den Schaltstromkreis 10 sind ausser  dem die elektrischen Teile 15, 16 zweier Fortschalt  relais eingeschaltet. Die mechanischen Schalter  teile 17, 18 der Fortschaltrelais sind in den gestrichelt  dargestellten Regelstromkreis 19 eingeschaltet. Der  Regelstromkreis 19 wird von der Gleichstromquelle 11  gespeist. In ihm liegt ein Magnetventil 20. Dieses re  gelt die Verbindung zwischen je zwei pneumatischen  längenveränderlichen Gliedern 21, 22 der Lenkge  stelle, einer Druckmittelquelle 23 und einem Druck  mittelauslass 24.  



  Die längenveränderlichen Glieder sind zwischen  dem Lenkgestellrahmen 1 und dem Fahrzeugrahmen  4 angeordnete gasgefüllte elastische Bälge. Während  der Geradeausfahrt herrscht in ihnen ein mittlerer  Gasdruck. Die längenveränderlichen Glieder haben  gleiche Längen und üben kein Drehmoment auf  den Lenkgestellrahmen aus. Bei entsprechender Stel  lung des Magnetventiles 20 sind die Bälge 21, 22 von  der     Druckmittelquelle    23 und dem     Druckmittelaus-          lass    24 abgesperrt und miteinander verbunden. Die  beiden Lenkgestelle sind gefedert in ihrer Normal  lage geführt, in der ihre lotrechte     Längsmittelebene     mit der lotrechten     Längsmittelebene    des Fahrzeug  rahmens 4 zusammenfällt.  



       Überfährt    das in Fahrtrichtung vordere Lenkge  stell einen Kontaktbügel 9 vor einer Linkskurve, so  erhält das Relais 16 einen Stromimpuls. Der offen  gewesene Schalterteil 17 wird geschlossen, während  der offene Schalterteil 18 offen bleibt. Der Stromkreis  an der Tauchspule 28 wird geschlossen, wodurch das      Magnetventil 20 so verstellt wird, dass die kurven  inneren Bälge 21 an den Druckmittelauslass 24 und die  kurvenäusseren Bälge 22 an die Druckmittelquelle 23  angeschlossen werden. Die Bälge 22 werden zusätzlich  gefüllt und die Bälge 21 entleert, so dass die Lenk  gestelle in die Kurve eingesteuert werden.     überfährt     das Lenkgestell den Kontaktbügel am Kurvenende, so  erhält das Relais 16 einen erneuten Stromimpuls, der  den Schalter 17 wieder ausschaltet.

   Das Magnetventil  20 wird in seine Ausgangsstellung zurückgebracht.  Zwischen den Bälgen 21, 22 findet ein Druckmittel  ausgleich statt, so dass wieder beide Lenkgestelle in  ihrer Normallage federnd geführt sind. Beim Durch  fahren einer Rechtskurve findet der entgegengesetzte  Steuervorgang statt, in dem der Schalter 18, nicht  aber der Schalter 17 betätigt wird. Der jeweilige  Einsteuerzustand wird durch Lampen 26, 27 ange  zeigt, die den Tauchspulen des Magnetventils 20  parallel geschaltet sind.  



  Um die Vorrichtung auch unabhängig von einer  Kontaktgabe zwischen den Schleifkontakten 8 und  den Kontaktbügeln 9 betätigen zu können., z. B. bei  Versagen der Kontaktbügel 9, oder um die Anlage  überprüfen zu können, sind in den Schaltstromkreis  10 noch manuell zu betätigende Taster 25 eingeschal  tet, die die gleiche Funktion wie die Schleifkontakte  8 und die Kontaktbügel 9 erfüllen können.  



  Weiter ist es möglich, auf das Paar Kontakte 8  an einem Lenkgestell und auf die beiden Fahrtrich  tungsschalter 13 zu verzichten. In diesem Falle wer  den in beiden Fahrtrichtungen die Steuerimpulse des  Kontaktpaares eines Lenkgestelles zum Einsteuern  beider Lenkgestelle benutzt. Durch entsprechende  Anordnung der Kontaktbügel vor und nach den Kur  ven ist die Steuerung so auszulegen, dass für das vor  auslaufende und für das nachlaufende Lenkgestell  befriedigende Steuerausschläge vorliegen. Diese An  ordnung hat den Vorteil, dass sie einfacher und dem  zufolge billiger ist. Es sind jedoch unter Umständen  nicht so gute Steuerergebnisse zu erzielen, wenn die  Fahrtrichtung des Fahrzeuges umkehrbar sein soll.  



  Schliesslich ist es möglich, den Schaltstromkreis 19  mit seinem einen Ende nicht an Masse zu legen, son  dern an zwei Kontakten des Schleifkontaktes 8 zu  trennen und diese beiden Kontakte beim überfahren  eines Kontaktbügels mit dessen     Hilfe    miteinander  zu verbinden, um auf diese Weise den Schaltstrom  kreis 19 zu schliessen.  



  Die Erzeugung des Einsteuerdrehmomentes durch  die längenveränderlichen Glieder 21, 22 kann auf ver  schiedene Art erfolgen. Zum Beispiel können die  Glieder bei Geradeausfahrt auch ohne Gasdruck sein,  während bei Kontaktgabe das Magnetventil 20 je  weils die linken oder die rechten Bälge mit Gasdruck  beschickt.  



  Auch können bei Geradeausfahrt alle Bälge 21,  22 den Höchstdruck bereits besitzen, während bei  Kurvenfahrt jeweils die linken oder die rechten Bälge  entlüftet werden.    Bei der Anordnung gemäss Fig. 3 erfolgt die  Füllung der gasgefüllten     Bälge    21, 22 mittels des  Magnetventils 20, das seine Steuerimpulse über je  einen Transistorverstärker 30 von einem zugeordne  ten Hallgenerator 31 erhält. Je ein Haugenerator ist  hinter den Rädern des Lenkgestells am Rahmen 1 be  festigt. Der jeweils kurvenäussere (oder kurveninnere)  Hallgenerator 31 erhält seine Impulse von einem per  manenten Magneten 32, der in einem 'bestimmten  Abstand vor einer Kurve an der Kurvenaussenseite  (oder Kurveninnenseite) schienenfest angeordnet ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum kurvengerechten Steuern von ein- oder mehrachsigen Lenkgestellen von Schienen fahrzeugen mit neben der Schiene angeordneten Fühl- organen, die von der Schiene her Impulse erhalten und diese an das Steueraggregat weiterleiten, da durch gekennzeichnet, dass die Einsteuerung des Lenk gestelles (1, 2) zwar entsprechend der Gleiskrüm mung, die Impulsgabe aber unabhängig von der Gleis krümmung erfolgt. UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Fühlorgane (8) ihre Impulse mechanisch erhalten. 2. Vorrichtung nach Unteranspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Fühlorgane (8) ihre Impulse von federnden Kontaktbügeln (9) erhalten, die an der Schiene (5) befestigt sind. 3.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, dass die Fühlorgane (8) einen Schaltstromkreis (10) schliessen, der seinerseits einen Regelstromkreis (19) des Steueraggregates (20, 21, 22) schaltet. 4. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steueraggregat (20 bis 22) pneumatisch arbeitet. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 bis 4, an Fahrzeugen mit mehreren Lenkgestellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenk gestelle ein gemeinsames Steueraggregat (20-22) ha ben und jedes Lenkgestell Fühlorgane (8) aufweist. 6.

   Vorrichtung nach Unteranpruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Fühlorgane (8) des in Fahrtrichtung (14) vorderen Lenkgestelles- (1, 2) Impulse an das Steueraggregat (20-22) geben. 7. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 bis 4, an Fahrzeugen mit mehreren Lenkgestellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenk gestelle ein gemeinsames Steueraggregat (20-22) ha ben und nur ein Lenkgestell Fühlorgane (8) aufweist. B.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Fühlorgane (8) an einem unge- federten Teil des Lenkgestelles (1, 2) hinter den Fahrzeugrädern (2) zur Wagenmitte zu angeordnet sind. 9. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Beginn und am Ende einer Kurve an der Aussenseite der kurveninneren Schiene ein federnder Kontaktbügel (9) vorgesehen ist. 10. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass den Fühlorganen (8) von Hand zu betätigende Taster (25) parallel geschaltet sind. 11.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Einsteuerzustand des Lenkgestelles durch optische Mittel (26, 27) angezeigt wird. 12. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die längenveränderlichen Glieder Luftfederbälge (21, 22) sind. 13. Vorrichtung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfederbälge (21, 22) in Normallage bei Geradeausfahrt drucklos, bei Kurven fahrt dagegen einseitig gefüllt sind. 14. Vorrichtung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfederbälge (21, 22) in Normallage bei Geradeausfahrt unter halbem Druck sind, bei Kurvenfahrt dagegen die eine Seite ent lüftet und die andere Seite auf Höchstdruck gebracht wird. 15.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfederbälge (21, 22) in Normallage bei Geradeausfahrt unter Höchstdruck stehen, bei Kurvenfahrt dagegen jeweils eine Seite entlüftet wird. 16. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schienenkontaktbügel eine Biegfeder (9) darstellt. 17. Vorrichtung nach den Unteransprüchen 2 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schienen kontaktbügel in der Höhe und nach der Seite ver stellbar ist. 18. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Fühlorgan der Fahrzeuge ein den Halleffekt ausnutzender Generator (31) ist, der seine Impulse von einem schienenfesten, permanenten Magneten (32) erhält. 19.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueraggregate der Gas- federbälge (21, 22) ihre Steuerimpulse von Fühl- organen (8) der Laufwerke (l, 2) erhalten, die von an der Schiene (5) angebrachten Kontaktgebern be einflussbar sind.