CZ9902382A3 - Kolejové vozidlo s kloubem - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká kolejového vozidla se dvěma vagónovými skříněmi spojenými jednoosým kloubem se svislou osou otáčení, přičemž každá skříň je uložena pomocí pružících prvků odpružení na víceosém podvozku ve střední části podélné osy vagónové skříně a s řídícími prostředky ke zjišťování úhlu natočení mezi vagónovou skříní a otočným podvozkem jakož i úhlu vybočení kloubu a s řízenými stavěcími členy k ovlivnění úhlu vybočení jeho regulací v závislosti na řídících prostředcích podle vztahu:

K-soll= K-ist + A2-ist - Al-ist kde K-soll je požadovaná hodnota úhlu vybočení, K-ist je momentální skutečná hodnota úhlu vybočení, Al-ist je momentální úhel natočení mezi předním otočným podvozkem ve směru jízdy a příslušnou vagónovou skříní a A2-ist je momentální úhel natočení mezi zadním otočným podvozkem ve směru jízdy a příslušnou vagónovou skříní. Dále se vynález týká způsobu použití tohoto kolejového vozidla a způsobu regulace úhlu vybočení u výše uvedeného kolejového vozidla, kdy jsou měřeny momentální úhly natočení mezi otočnými podvozky a příslušnými vagónovými skříněmi jakož i momentální úhel vybočení kloubu, přičemž úhel vybočení je regulován silovým působením na kloub v závislosti na velikosti hodnoty získané součtem hodnoty momentálního úhlu vybočení, momentálního úhlu natočení mezi ve směru jízdy následujícím otočným podvozkem a vagónovou skříní a momentálního záporného úhlu natočení mezi ve směru jízdy prvním otočným podvozkem a příslušnou vagónovou skříní.

Dosavadní stav techniky

U známého kolejového vozidlo tohoto druhu ( DE- A 2060231 ) jsou dvě vagónové skříně vzájemně spřaženy pomocí jednoosého kloubu. Vagónové skříně jsou uloženy každá na jednom víceosém podvozku umístěném přibližně ve střední části délky vozidla. Otočné podvozky jsou vůči příslušné vagónové skříni otočné kolem svislé osy. Vagónové skříně jsou na obou stranách kloubu spřaženy pomocí řiditelných stavěčích členů. Řízení stavěčích členů se přitom provádí pomocí regulačních potenciometrů, které snímají úhel natočení mezi každým otočným podvozkem a příslušnou vagónovou skříní jakož i úhel vybočení kloubu. Řízení stavěčích členů se provádí tak, aby úhel natočení byl vždy stejně veliký. Při tomto konstrukčním pojetí se ukazuje, že stavěči členy musí být vytvořeny k přenášení velikého výkonu z důvodů krátké využitelné délky ramen pák a velikosti přemisťované hmoty. Kromě toho musí být pečlivě měřena mechanická spojovací místa v závislosti na • · · 0 • · • 0 • 0 • · · · 0 0 0 0 · 0 0 0 00 00 00 00 00 vyskytujících se značných silách a na základě setrvačnosti hmoty probíhá dodatečné nastavení úhlu natočení se zpožděním.

Další kolejové vozidlo ( DE A 2854776 ) je zkonstruováno zvláště pro pouliční spřažená vozidla a skládá se ze dvou vagónových skříní z nichž každá je uložena na jednom dvouosém otočném podvozku umístěném přibližně ve středu délky vagónu. Obě vagónové skříně jsou na svých vzájemně přilehlých koncích spřaženy pomocí kloubu, jehož jediná osa otáčení je kolmá. Úhel natočení mezi každým podvozkem a jemu příslušnou vagónovou skříní se přitom zjišťuje pomocí řídící mechaniky s připojeným snímačem dráhy a úhel vybočení se zjišťuje pomocí alespoň jednoho snímače dráhy přiřazeného ke kloubu. Signály generované ve snímačích dráhy jsou vedeny do řídící jednotky, která řídí jeden asymetrický nebo dva, vůči kloubu symetricky uspořádané stavěči členy. Úhel vybočení kloubu je přitom ovlivňován tím způsobem, že dvouosé podvozky bez otočných čepů, na kterých jsou vagónové skříně uloženy pomocí elastického sekundárního odpružení mají být zcela zbaveny funkce prvku distribujícího sílu. Přitom blokuje uspořádání stavěcího členu kloub při přímé jízdě v poloze nad středem kolejové dráhy a při jízdě v oblouku vynucuje vybočení kloubu do vnější strany oblouku kolejové dráhy tak, aby se dosáhlo lepšího využití průjezdného profilu při jízdě v zatáčce kolejového vozidla.

Úkolem vynálezu je vytvořit kolejové vozidlo výše uvedeného druhu a způsob jeho řízení u kterého se vagónové skříně při dynamické jízdě nastaví vzájemně do polohy, která odpovídá statickému stavu na příslušném úseku koleje.

Podstata vynálezu

Podstata vynálezu kolejového vozidla se dvěma vagónovými skříněmi spojenými jednoosým kloubem se svislou osou otáčení, přičemž každá skříň je uložena pomocí pružících prvků odpružení na víceosém podvozku ve střední části podélné osy vagónové skříně a s řídícími prostředky ke zjišťování úhlu natočení mezi vagónovou skříní a otočným podvozkem jakož i úhlu vybočení kloubu a s řízenými stavěcími členy k ovlivnění úhlu vybočení jeho regulací v závislosti na řídících prostředcích podle vztahu:

K-soll= K-ist + A2-ist - Al-ist spočívá v tom, že dodatečně ke stavěcím členů u kloubu nebo místo nich, jsou alespoň mezi jednou vagónovou skříní a příslušným podvozkem instalovány jiné stavěči členy, přičemž stavěči členy jsou vytvořeny jako řízené tlumící prvky.

Podstata způsobu regulace úhlu vybočení u kolejového vozidla, u kterého jsou měřeny momentální úhly natočení mezi otočnými podvozky a příslušnými vagónovými skříněmi ••toto toto toto toto ·· toto •toto to to to ··· • · · to ···· · · · • · · · · · · · · ·· ·· ’·· · » «· jakož i momentální úhel vybočení kloubu, přičemž úhel vybočení je regulován silovým působením na kloub v závislosti na velikosti hodnoty získané součtem hodnoty momentálního úhlu vybočení, momentálního úhlu natočení mezi ve směru jízdy následujícím otočným podvozkem a vagónovou skříní a momentálního záporného úhlu natočení mezi ve směru jízdy prvním otočným podvozkem a příslušnou vagónovou skříní spočívá v tom, že z momentálně změřeného úhlu natočení se vytvoří aritmetický průměr a že nejméně jeden úhel natočení se vyreguluje na hodnotu aritmetického průměru.

Úhel vybočení kloubu může být dále měněn pomocí přiřazených stavěčích členů v závislosti na požadované hodnotě úhlu vybočení a stavěči členy se nastaví na vysoké tlumící hodnoty, jestliže se skutečná hodnota úhlu vybočení odchýlí od požadované hodnoty úhlu vybočení.

U konstrukce kolejového vozidla podle vynálezu se tudíž na jedné straně zjišťuje momentální úhel vybočení kloubu a na druhé straně úhel natočení mezi otočnými podvozky a příslušnými vagónovými skříněmi. Momentální skutečné hodnoty těchto úhlů s kladnými znaménky jsou sečítány, přičemž úhel natočení mezi prvním otočným podvozkem ve směru jízdy a příslušnou vagónovou skříní má znaménko záporné. Výsledkem tohoto součtu je míra požadovaného úhlu vybočení, který má kloub při momentálních provozních podmínkách zaujmout. Pokud se bude v tomto smyslu, například na přímé koleji, součet momentálních úhlů natočení odlišovat od momentálního úhlu vybočení, provede se pomocí mechanických stavěčích členů vybočení kloubu do opačného směru. Tyto stavěči členy lze umístit mezi otočné podvozky a příslušné vagónové skříně a změnou skutečné hodnoty úhlu natočení lze pak nucené ovlivnit úhel vybočení kloubu. Přednostně jsou použity stavěči členy tak, že jsou přiřazeny jak ke kloubu, tak k otočným podvozkům / vagónovým skříním. Zvláště se může u stavěčích členů jednat o řízené tlumící prvky, které působí proti změně úhlu natočení, jakmile vnější síly vyvolají odchylování skutečné hodnoty od požadované hodnoty. Jestliže se naopak zjistí, že se skutečná hodnota pohybuje směrem k požadované hodnotě, tlumící účinek tlumících prvků se zruší. Pohybuj e-li se skutečná hodnota příliš rychle k hodnotě požadované, takže lze očekávat její překývnutí na druhou, stranu, zabrzdí se probíhaná změna skutečné hodnoty zapojením tlumícího účinku krátce před dosažením požadované hodnoty. V případě trvající nebo konstantně narůstající odchylky mezi skutečnou a požadovanou hodnotou vzdor opačně působícím tlumícím prvkům, musí být dán buď centrální řídící jednotce nebo řidiči kolejového vozidla trakční pokyn, podle kterého, například při příliš silném vybočení, bude zadní otočný podvozek přibržděn případně bude přední vagón zrychlen.

• · · · • · • ·

Dále se může u stavěčích členů jednat o aktivní stavěči prvky které působí nejen proti skutečným odchylkám od požadované hodnoty, nýbrž také v případě chybějících protisměrně působících sil, způsobí zpětné uvedení skutečné hodnoty na hodnotu požadovanou.

Při měření úhlu natočení a úhlu vybočení se smysluplně stanoví definice znamének, při které se například vždy vychází z hodnoty rovné nule, když je podélná osa každého otočného podvozku rovnoběžná s podélnou osou příslušné vagónové skříně a podélné osy vagónových skříní leží v jedné přímce. Podle tohoto pojetí se vyskytují kladné úhly natočení v případě, kdy se podélné osy vagónových skříní otočí ve směru hodinových ručiček vůči příslušným osám otočných podvozků. Negativní úhly natočení se podle tohoto pojetí změří tehdy, jestliže se osy vagónových skříní natočí proti smyslu hodinových ručiček vůči osám otočných podvozků. Negativní hodnoty pro úhel vybočení se vyskytnou, jestliže podélná osa přední vagónové skříně vybočí proti směru hodinových ručiček vůči jí následující vagónové skříni. Kladné hodnoty úhlu vybočení se podle toho vyskytnou, jestliže podélná osa první vagónové skříně vybočí ve směru hodinových ručiček vůči podélné ose druhé vagónové skříně.

Dvoučlánkové kolejové vozidlo s kloubem s kolmou osou otáčení mezi oběma vagónovými skříněmi a elastické zpětně působící prvky mezi vagónovou skříní a příslušným otočným podvozkem vyžadují při statickém stavu klidu ten nejmenší průjezdný profil. Pro tento stav bylo zjištěno, že úhly natočení se blíží ke stejné hodnotě v případě, kdy je souprava v klidu na libovolné reálné kolejové dráze. U takto vybaveného kolejového vozidla lze postupovat při regulaci úhlu vybočení tak, že se nejdříve měří opakovaně, alespoň během jízdního provozu, momentální úhel natočení mezi otočnými podvozky a jimi příslušnými vagónovými skříněmi jakož i momentální úhly vybočení na kloubu při dodržování zásady kladného nebo záporného znaménka úhlu. Vytvořením součtu těchto hodnot úhlů se generuje v řídící jednotce regulační signál odpovídající požadované hodnotě pro úhel vybočení, který při odchylce od skutečného úhlu vybočení změřeného na kloubu vyvolá řídící protisměrně působící mechanickou silovou složku. Tato silová složka působí přímo na kloub. Odchylky od ideálního úhlu vybočení, který odpovídá minimálním průjezdnímu profilu se mohou v provozu vyskytnout v důsledku rozdílných trakčních sil na otočných podvozcích, při nestejně působících brzdách, při vadách kolejnic, protáčení hnacího kola, při nájezdu z přímého úseku dráhy do oblouku v důsledku působících dynamických setrvačných sil, při posuvném provozu, nebo jinak.

Pokud budou dvě nebo více takto řízených dvoučlánkových souprav navzájem zavěšeny pomocí spřahla, přičemž tato spřahla budou zapojena vždy pomocí kloubu na druhém vagónu předcházející soupravy, a na prvním vagónu následné soupravy, pak budou všechny spřažené soupravy provozovány každá o sobě podle stejného řídícího principu.

Dále může být za účelem minimalizace průjezdního profilu vhodné, aby byl pomocí stavěcího členu ovlivňován alespoňjeden úhel natočení. Přitom se úhel natočení vyreguluje na požadovanou hodnotu, která odpovídá aritmetickému průměru obou momentálních úhlů natočení změřených v dynamickém provozu.

RkMoatobrázků na vvkresedi

Vynález je dále blíže osvětlen pomocí schematických náčrtů příkladu provedení. Na výkrese značí Obr.l - dvoučlánkové kolejové vozidlo se stavěcími a řídícími prostředky ke snímání úhlů jakož i k jejich regulaci v opačném směru; Obr.2 - kolejové vozidlo na přímé dráze při vzájemném vybočení podélných os vagónových skříní a Obr.3 - kolejové vozidlo v kolejovém oblouku.

Příklady provedení vynálezu

Kolejové vozidlo obsahuje dvě vagónové skříně l_a 2, z nichž každá je uložena na jednom dvouosém podvozku 4 umístěném přibližně ve střední části podélné osy vozidla pomocí vždy dvou elastických prvků sekundárního odpružení 5. Prvky sekundárního odpružení 5 jsou ve skutečnosti uspořádány tak, že leží na přímce procházející kolmo k podélné ose každé vagónové skříně i a 2. Prvky sekundárního odpružení 5 umožňují vedle svých vertikálních pružící vlastností navíc pootočení kolem virtuální vertikální osy a omezený příčný posuv. Každou vagónovou skříň 1 a 2 lze tímto způsobem v omezené míře natáčet a posouvat do strany v rovině rovnoběžné k příslušnému otočnému podvozku 4.

Přitom je posun otočného podvozku 4 v podélném směru vagónové skříně I a 2 omezen nejméně jedním, k otočnému podvozku 4 a k vagónové skříni 2 kloubově připojeným vodícím táhlem, které přenáší trakční síly vyskytující se v podélném směru vagónové skříně i a 2 mezi otočným podvozkem 4 a vagónovou skříní 1 a 2 . Sekundární odpružení 5 umožňují takto natočení podélné osy podvozku 4 vůči podélné ose příslušné skříně i,a2 o úhel Al respektive A2, kteréžto natočení může být v provozu u jednotlivých vagónů zpravidla rozdílné. Ke sledování tohoto úhlu A je proto instalován vždy jeden snímač 6 úhlového natočení, který je na jedné straně připojen k vagónové skříni 1_ a'2 a na druhé straně k otočnému podvozku 4. Snímače 6 úhlu natočení vydávají v závislosti na • · · · ·· · · ·· ·· • · · ··· · * · • · · · · · · · · · · • · · · · ··· · příslušném úhlu A signály skutečného úhlu natočení VI a V2 , které jsou přiváděny jako vstupní signály do řídící jednotky 7.

Snímače 6 úhlu natočení generují při vyrovnané poloze podélných os otočných podvozků 4 a příslušných vagónových skříní i a 2 hodnotu, která odpovídá úhlu natočení A rovnému nula. Jestliže se vagónová skříň i a 2 natočí vůči podvozku ve smyslu otáčení hodinových ručiček, vyprodukuje se signál, který odpovídající kladnému úhlu natočení; jestliže se naopak vagónová skříň 1 a 2 natočí vůči k příslušnému otočnému podvozku 4 proti směru hodinových ručiček, vyprodukuje se signál, odpovídající zápornému úhlu natočení. Vagónové skříně i a 2 jsou navzájem spojeny vždy pomocí jediného kloubu 8 s kolmou osou otáčení kloubu. Ke kloubu 8 je přiřazen snímač 9 úhlu vybočení kloubu, který při poloze, kdy jsou podélné osy vagónových skříní 1 a 2 v jedné přímce, generuje signál, který odpovídá nulovému úhlu vybočení. Jestliže se natočí podélná osa vagónové skříně 2 vůči podélné ose vagónové skříně i proti smyslu otáčení hodinových ručiček bude generován signál, který bude odpovídat kladnému úhlu vybočení.

Jestliže se naproti tomu podélná osa druhé vagónové skříně 2 pootočí ve směru pohybu hodinových ručiček vůči podélné ose vagónové skříně i, bude generován signál úhlu vybočení, který bude odpovídat zápornému úhlu vybočení. Generované skutečné hodnoty K signálů snímačů 9 úhlu vybočení jsou rovněž přiváděny do řídící jednotky 7 jako vstupní signály. V řídící jednotce 7 se zjistí požadovaná hodnota pro úhel vybočení K tak, že při respektování kladného nebo záporného znaménka měřeného úhlu se provede celková bilance skutečných hodnot úhlů natočení Al a A2 jakož i úhlu vybočení kloubu K podle vztahu:

K-soll = K-ist + A2 - Al .

Výsledek této bilance se realizuje jako řídící signál, který působí na kloub 8 pomocí stavěčích členů vyvozuj ících mechanické síly. K ovlivnění úhlu K kloubu 8 jsou jako stavěči členy uspořádány symetricky ke kloubu 8 mezi vzájemně přilehlými konci vagónových skříní i a 2 nastavitelné hydraulické aktuátory 10, pomocí kterých lze vyvolat silovou složku působící mezi sousedními vagónovými skříněmi i a 2, která zajišťuje v souladu s příslušným řídícím signálem funkčně správné zvětšení skutečné hodnoty úhlu vybočení K-ist kloubu 8. Jestliže kromě úhlu vybočení K kioubu 8 je ovlivňován rovněž alespoň jeden úhel natočení Al a /nebo A2, pak se vytvoří z obou momentálně změřených dynamických hodnot natočení úhlů aritmetický průměr a pomocí příslušných aktuátorů 11 se nastaví na tuto střední hodnotu jeden nebo oba úhly natočení na každém podvozku /na každé vagónové skříni při respektování příslušné zvolené definice pro znaménka. Přitom se vychází z toho, že oba úhly natočení Al a A2 jsou při požadavku na minimální volný průjezdný profil přibližně stejně veliké. Silové složky produkované aktuátory 11 působí ·

• · · · · · • 9 9

9 9 • 9 9 9

99

9 9 9

9 9 vždy proti odchylce. Tyto aktuátory IT působí spojeně v symetrickém uspořádání jednak vzhledem ke každému otočnému podvozku 4 a jednak k příslušným vagónovým skříním 1 a 2, aby se mohlo provést natočení těchto objektů navzájem vůči sobě v souladu s požadovaným úhlem vybočení. Přitom případně stačí umístění aktuátorů 11 pouze na jednom otočném podvozku 4.

Každý aktuátor 10 je vybaven akčním řídícím vstupem AST, z, nichž každý je spojen s odpovídajícím akčním řídícím výstupem AST1 a AST2 řídící jednotky 7. Aktuátory 11 mají rovněž řídící vstupy S, které jsou na své straně spojeny s odpovídající řídícími výstupy Sl až S4 řídící jednotky 7. Přitom lze řídící výstupy pro aktuátory JT otočného podvozku 4 zapojit vždy paralelně, aby se zabránilo nesymetrickému natočení otočného podvozku 4 při působení těchto aktuátorů 1L

Kola obou soukolí každého otočného podvozku 4 sledují ve stopě kolejovou dráhu 13 tak, že příslušný podvozek zaujme nucené polohu určenou právě projížděným kolejovým úsekem. Tato poloha odpovídá v podstatě tangentě úseku kolejového oblouku 13 v místě příslušného otočného podvozku 4. V důsledku spřažení vagónových skříní i a 2 na kloubu 8 se tyto skříně nemohou v podmínkách dynamického jízdního provozu vyrovnat volně do polohy odpovídající poloze otočného podvozku 4. To způsobí natočení sekundárního odpružení 5 kolem virtuální kolmé osy a zpravidla také jeho menší příčný posuv v příčném směru vůči podélné ose vagónové skříně WKL1, respektive WKL2. Toto pootočení a příčný posuv musí být snímáno příslušnými páry sekundárního odpružení 5, což znamená že sekundární odpružení 5 absorbuje takto vzniklou energii. Ve statickém stavu, tedy při nebržděném kolejovém vozidle, je hodnota součtu těchto jednotlivých energií minimální. V jízdním provozu se tato energie na základě dodatečně působících dynamických sil mění. Odpovídajícím způsobem je volný průjezdný profil připadající na celé vozidlo ve statickém stavu minimální a při jízdním provozu dosáhne hodnoty, která může přesáhnout průjezdní profil požadovaný pro statický stav. Aby bylo možno provést protiopatření, postupuje se při regulaci tak, že vagónové skříně i a 2 jsou při dynamickém jízdním provozu nastavovány pomocí aktuátorů 10 a případně 11 v závislosti na právě změřených skutečných hodnotách úhlu natočení A a úhlu vybočení K kloubu 8 do polohy, která odpovídá statickému stavu.

Při konfiguraci znázorněné na Obr. 2 se nalézá dvoučlánkové kolejové vozidlo na přímé kolejové dráze 13. Přitom se vagón 2 nachází v posunovacím režimu, takže kloub 8 a s ním i podélné osy vagónových skříní WKL1 a WKL2 jsou vybočeny do strany vzhledem k podélným osám DGL1 a DGL2 otočných podvozků 4 sledujících kolejovou dráhu 13) Snímač 6 úhlu natočení u předního vagónu i vůči otočnému podvozku 4 přitom registruje

4 4 4 · 4 • · · 4 4 ·

4 4 4 4 4 4 • 4 4 4 4' 4 4 4

44 .44 · · « 8 * kladný úhel natočení Al zatím co snímač 6 úhlu natočení na druhém vagónu 2 vůči otočnému podvozku 4 registruje stejně velký záporný úhel natočení A2 poté, co se podélná osa vagónové skříně WKL2 na rozdíl od podélné osy vagónové skříně WKL1 natočí proti směru hodinových ručiček vůči ose DGL1 otočného podvozku 4.

Momentální úhel vybočení zaujímá proto podle definice kladný skutečný úhel vybočení K ist, který podle Obr. 1 odpovídá součtu absolutních hodnot skutečných úhlů natočení Alist a A2-ist. Pro požadovanou hodnotu úhlu vybočení K-soll vyplývá z toho podle formální podmínky nulová hodnota. Aktuátor nebo aktuátory 10 nebo 1Ϊ musí být proto řízeny tak, aby úhel vybočení směřoval k nulové hodnotě a podélné osy vagónových skříní WKL1 a WKL2 byly v jedné linii s podélnými osami otočných podvozků DGL1 a DGL2 a aby proto u přímé koleje 13 byly rovnoběžné také s podélnou osou koleje.

Pokud budou jako aktuátory použity pouze řízené tlumící prvky, pak budou již na začátku vybočení kloubu 8 do strany nastaveny aktuátory 10 na vysokou tlumící hodnotu, takže boční vybočení kloubu 8 bude prakticky eliminováno. Zpětné nastavení kloubu 8 do původní polohy se uskuteční v provozu například i samočinně, jakmile skončí posuvný režim vagónové skříně 2 nebo se přední vagónová skříň 1 ocitne v režimu tahu nebo bude méně bržděna. Síly zpětného nastavení sekundárního odpružení 5 napomáhají tomuto zpětnému natočení podélných os vagónových skříní J_ a 2 do přímé linie s osami otočných podvozků 4, přičemž při změně momentální skutečně změřené hodnoty K-ist úhlu vybočení směřující k požadované hodnotě úhlu vybočení K-soll , může být tlumící účinek aktuátorů 10 účelně zcela zrušen. Odpovídajícím způsobem mohou také aktuátory 11 mezi otočným podvozkem 4 a příslušnou vagónovou skříní i a/nebo 2 působit proti odchylující se změně vůči požadované hodnotě tlumením natáčecího pohybu. Jestliže tato tlumící opatření nebudou dostačující, může řídící jednotka 7 dát dodatečný pokyn ke zbrzdění druhého vagónu a otočného podvozku 4 nebo zrychlení prvního vagónu a otočného podvozku 4 nebo provést řídící zásahy pomocí hnacích motorů otočných podvozků 4. Pokud se použijí aktivně silově působící aktuátory 10 a /nebo Π., mohou být aktivně regulovány potřebné silové složky k nastavení úhlu vybočení ze skutečné hodnoty na požadovanou hodnotu úhlu vybočení.

V případě, kdy je první vagón /vagónová skříň i s otočným podvozkem 4 v tahovém režimu na rovnoměrně zahnutém úseku kolejnice 13 , existuje nebezpečí, že skutečný úhel vybočení K-ist bude mít příliš malou hodnotu, takže se, jak je znázorněno na Obr.3, krajní konce obou vagónových skříní i a 2 vysunou vně oblouku a vnitřní konce vagónů s kloubem 8 se vysunou dovnitř oblouku a tím se zvětší požadavek na průjezdný profil. Z geometricky daných údajů, které jsou z důvodu jasnějšího popisu funkce znázorněny přehnaně veliké, vyplývá, že skutečná hodnota úhlu vybočení K-ist je značně menší, než je požadovaná hodnota K-soll, která je dána průsečíkem prodloužených os podvozků 4 DGL1 a DGL2. Tato požadovaná hodnota úhlu vybočení vyplyne, když použijeme přímky DGL1' a DGL2' rovnoběžné s podélnými osami otočných podvozků a proložené kloubem 8 podle Obr.3, jako součet absolutních hodnot požadované hodnoty úhlu vybočení K-ist a úhlů natočení Al a A2. Řídící jednotka 7 vydává aktuátorům 10 a 1_1 v tomto případě řídící signály, které vyvolají zvětšení momentálně změřeného úhlu vybočení.

Pokud se zvětšení momentální jmenovité požadované hodnoty úhlu vybočení neuskuteční zpožděním předního vagónu / vagónové skříně i a otočného podvozku 4 nebo zrychlením druhého vagónu / vagónové skříně 2 a otočného podvozku 4, musí aktuátory PO uskutečnit vybočení kloubu 8 nebo aktuátory 11 způsobit zpětné natočení vagónových skříní i a 2 vůči otočným podvozkům 4. Případně lze řízenou regulací provést obě tato opatření. Přitom je třeba dbát na to, že v praxi se nevyskytují hodnoty úhlu ve velikostech znázorněných v Obr.3, protože úhel natočení A je zpravidla malý a zakřivení kolejového oblouku má ve srovnání s rozměry podvozku značně větší poloměr.

Jmenovitá poloha vagónové skříně i a 2 vyplývá z úhlu vybočení K a úhlu natočení A tak, jak jsou skutečně změřeny snímačem 9 úhlu vybočení, respektive snímačem 6 úhlu natočení a jak jsou vydávány jako zvláštní elektrické signály jmenovitých hodnot K1 respektive VI a V2 a dále vedeny na řídící jednotku 7 k dalšímu zpracování. V řídící jednotce 7 jsou signály skutečných hodnot porovnávány se signálem požadované hodnoty úhlu vybočení z nich odvozeným, respektive vypočítaným a v závislosti na tom se provede nastavení aktuátorů 10 a 11, Přitom lze aktuátory 10 a 11 řídit tak, že u signálů skutečných hodnot, které směřují k požadované hodnotě, a které jsou takto podporovány vybočujícími respektive natáčecími silami mezi příslušnými vagónovými skříněmi 1 a 2, respektive otočnými podvozky 4 a vagónovými skříněmi 1 a 2, a které vyplývají z dynamiky vozidla, se signály skutečných hodnot budou přibližovat signálům požadovaných hodnot, respektive že tyto signály při překročení skutečných hodnot přes požadovanou hodnotu budou vyvolávat nastavení v opačném směru. Pokud budou aktuátory 10 a 11 naproti tomu vytvořeny pouze jako tlumící prvky, nebude aktivní podpora otáčivých pohybů k rychlejšímu přiblížení skutečných hodnot k požadovaným hodnotám možná, nicméně však, jestliže skutečná hodnota dosáhne požadované hodnoty a návazně se bude od požadované hodnoty odchylovat, způsobí ztlumení příslušného pohybu vagónové skříně i a 2. Pokud bude opět následovat přibližování skutečné hodnoty k hodnotě požadované, pak se toto ztlumení zruší, aby se mohl úhel vybočení pokud možno bez omezení blížit požadovanému úhlu vybočení. Jestliže se skutečná hodnota bude blížit požadované hodnotě příliš rychle, takže lze • 999 ·· ·· ·· ·· • · · · · « ··· • 9 · · ··♦* .9 99 •· · · » ·' · » · · • · »· · · ·· «· ··

-10 — očekávat její překročení, bude změna skutečné hodnoty zabrzděna zapojením tlumícího účinku krátce před dosažením požadované hodnoty.

Uspořádání aktuátorů 10 a 1_1 je tvořeno přednostně vždy dvěma akčními prvky, které jsou umístěny symetricky ke kloubu 8 a/nebo k otočným podvozkům 4. Zatím co aktuátory 11 mezi otočným podvozkem 4 a vagónovou skříní i respektive 2 musí převážně pracovat v jednom směru, aby se dosáhlo symetrického natočení vůči příslušným vagónovým skříním i a 2 a podvozek mohl být napojen na společný výstup Sl /S2, S3 /S4 řídící jednotky 7, musí být aktuátory 10 v místě příslušného kloubu 8 na základě jejich uspořádání ve vodorovné rovině řízeny ve vztahu ke kloubu 8 vždy v opačném směru. Při vysunutí jednoho aktuátoru 10 musí tedy druhý zůstat buď neúčinný, nebo musí být řízen tak, aby se zkrátila jeho axiální délka. Při řízení vagónových skříní 1 a 2 ovlivňováním úhlu vybočení mezi podélnými osami vagónových skříní případně s přispěním řízení otočných podvozků 4 vůči vagónovým skříním i a 2, se tudíž dosáhne vzájemným nastavením vagónových skříní značného přiblížení dynamického provozu podmínkám statického provozu. Kolejové vozidlo vyžaduje pak ve vztahu ke skutečnému průběhu kolejové dráhy průjezdní profil, který se značně přibližuje ideálnímu profilu a dodržuje jej zvláště tehdy, kdy chybná funkce brzd a/ nebo pohonu resp. jejich součástí nebo jiné ovlivňující faktory, vedou k posuvnému režimu provozu s vybočením spojovacího kloubu, nebo když tažné síly v jízdě po oblouku způsobí, že úhel vybočení je příliš malý.

Průmyslová využitelnost

Vynález lze aplikovat u všech kolejových vozidel s otočnými podvozky, zejména pak u těch vozidel u nichž je vagónová skříň uložena na jednom otočném podvozku ve středu vagónové skříně.

Claims (5)

1. Patentové nároky

   1. Kolejové vozidlo se dvěma vagónovými skříněmi spojenými jednoosým kloubem se svislou osou otáčení, přičemž každá skříň je uložena pomocí pružících prvků odpružení na víceosém podvozku ve střední části podélné osy vagónové skříně a s řídícími prostředky ke zjišťování úhlu natočení mezi vagónovou skříní a otočným podvozkem jakož i úhlu vybočení kloubu a s řízenými stavěcími členy k ovlivnění úhlu vybočení jeho regulací v závislosti na řídících prostředcích podle vztahu

   K-soll = K-ist + A2-ist - Al-ist kde K-soll je požadovaná hodnota úhlu vybočení, K-ist je momentální skutečná hodnota úhlu vybočení, Al-ist je momentální úhel natočení mezi předním otočným podvozkem ve směru jízdy a příslušnou vagónovou skříní a A2-ist je momentální úhel natočení mezi zadním otočným podvozkem ve směru jízdy a příslušnou vagónovou skříní vyznačené tím, že dodatečně ke stavěcím členů /10/ u kloubu /8/ nebo místo nich, jsou alespoň mezi jednou vagónovou skříní /1 a 2/ a příslušným podvozkem / 4/ instalovány jiné stavěči členy /11/, přičemž stavěči členy /10 a 11/ jsou vytvořeny jako řízené tlumící prvky.
2. 2. Použití více kolejových vozidel podle nároku 1, která jsou navzájem spojena pomocí spřáhel, která jsou vždy na sousedících vagónových skříních opatřena kloubem.
3. 3. Způsob regulace úhlu vybočení u kolejového vozidla podle nároku 1, u kterého jsou měřeny momentální úhly natočení mezi otočnými podvozky a příslušnými vagónovými skříněmi jakož i momentální úhel vybočení kloubu, přičemž úhel vybočení je regulován silovým působením na kloub v závislosti na velikosti hodnoty získané součtem hodnoty momentálního úhlu vybočení, momentálního úhlu natočení mezi, ve směru jízdy následujícím otočným podvozkem a vagónovou skříní a momentálního záporného úhlu natočení mezi, ve směru jízdy prvním otočným podvozkem a příslušnou vagónovou skříní vyznačený tím, že z momentálně změřeného úhlu natočení se vytvoří aritmetický průměr a že nejméně jeden úhel natočení se vyreguluje na hodnotu aritmetického průměru.
4. 4. Způsob podle nároku 3^ vyznačený tím, že úhel vybočení kloubu je_f měněn pomocí přiřazených stavěčích členů v závislosti na požadované hodnotě úhlu vybočení.

   • · · 4 ♦ * 4 4 · · * 9 • 4 4 · • «4 · •4 4 4 4 4

   4 »
5. 5. Způsob podle nároku 4^vyznačený tím, že stavěči členy se nastaví na vysoké tlumící hodnoty, jestliže se skutečná hodnota úhlu vybočení odchýlí od požadované hodnoty úhlu vybočení.