DE10116882A1

DE10116882A1 - Inclination angle control for railway wagon body relative to vehicle chassis involves changing angle in accordance with transverse displacement of wagon body relative to chassis

Info

Publication number: DE10116882A1
Application number: DE2001116882
Authority: DE
Inventors: Dieter Ammon
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2002-10-17

Abstract

The method involves controlling the angle from wagon body transverse displacement. The vehicle has lateral pneumatic springs. There is an actuator element for a differential pressure balance connected via a coupling spring to a coupling point subject to transverse displacement and acting on a controller varying pneumatic spring pressure according to length changes. A deviation from the differential pressure balance central position is countered by coupling spring. The method involves controlling the angle of inclination from the transverse displacement of the wagon body with respect to the chassis resulting from the transverse acceleration. The vehicle has pneumatic springs on the longitudinal sides of the wagon body and an actuator element for a differential pressure balance connected via a coupling spring to a coupling point subject to the transverse displacement and also acting on a controller varying the pressure in the pneumatic springs so that a deviation from the central position of the differential pressure balance is countered with suitable coupling spring length changes. AN Independent claim is also included for the following:- A vehicle, especially a railway vehicle, for implementing the method.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Fahrzeug durch Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to a method and a vehicle by performing the Method according to the preamble of the first claim.

Ein bekanntes Schienenfahrzeug dieser Art (AT 300 025) weist einen Wagenkasten auf, welcher über den an den Längsseiten desselben angeordnete Luftfedern auf einem Fahrwerk abgestützt ist. Die Luftfedern der sich gegenüberliegenden Längsseiten sind über Steuerleitungen mit einer Druckdifferenzwaage verbunden, welche damit gekoppelte Füllventile und Entleerventile für die Luftfedern steuern. Die Füllventile sind dabei an eine Druckluftleitung angeschlossen. Zur Steuerung der Wagenkastenneigung wird hierbei die Tatsache genutzt, daß bei der Fahrt des Schienenfahrzeugs mit erhöhter Geschwindigkeit im Gleisbogen der bogenäußere Federbalg höher belastet wird, als der innere. Dadurch steigt der Druck in der äußeren Luftfeder, wodurch die Druckdifferenzwaage aus ihrem Gleichgewicht gebracht wird. Dadurch wird das Füllventil für die bogenäußeren Luftfedern und ebenso das Entleerventil für die bogeninneren Luftfedern geöffnet. Dieser Steuervorgang soll bei Erreichen der zur Kompensation der jeweils auftretenden Querbeschleunigungskräfte angepaßten Neigung des Wagenkastens abgebrochen werden.A known rail vehicle of this type (AT 300 025) has a body, which over the air springs arranged on the longitudinal sides of the same on a Chassis is supported. The air springs on the opposite long sides are connected to a pressure differential balance via control lines, which thus Control coupled filling valves and drain valves for the air springs. The filling valves are connected to a compressed air line. To control the body tilt the fact is used here that when driving the rail vehicle with increased speed in the curve of the curve, the outer bellows loaded more heavily becomes as the inner. This increases the pressure in the outer air spring, causing the Differential pressure balance is brought out of balance. This will make it Filling valve for the outside air springs and also the drain valve for the Air springs opened inside the bow. This control process is intended when the Compensation of the transverse acceleration forces occurring in each case Inclination of the car body can be canceled.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs bereitzustellen, bei dem die Soll-Werte für las Maß der Neigung des Wagekastens unabhängig von den zu steuernden Luftfedern generiert wird.The invention has for its object a method and a vehicle according to the Provide the preamble of the first claim, in which the target values for read dimension the inclination of the car body regardless of the air springs to be controlled becomes.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den nachgeordneten Ansprüchen zu entnehmen. This object is achieved according to the invention by the characterizing Features of the first claim. Further advantageous embodiments of the invention can be found in the subordinate claims.

Bei einer Verfahrensweise gemäß der Erfindung wird der aus der Querbeschleunigung resultierende Querverschiebungswert des Wagenkastens gegenüber dem Fahrwerk bestimmt und abhängig davon der Wagenkasten um den Winkel gegenüber der Längsachse geneigt, der zur Kompensation der aus der Querbeschleunigung resultierenden, auf Personen oder Güter einwirkenden Zentrifugalkräfte zumindest weitgehend ausreicht. Einem bestimmten Querverschiebungsweg wird demnach eine angepaßte Druckdifferenz der bogenäußeren und der bogeninneren Luftfederanordnung zugeordnet. Bei der praktischen Umsetzung dieser Verfahrensweise wird die Tatsache ausgenutzt, daß Luftfedern nicht nur in ihrer Hauptarbeitsrichtung verlängerbar sind sondern auch durch Querkräfte lateral eine gewisse Verschiebung zulassen. Bei am Wagenkasten auftretenden Fliehkräften erfährt der Wagenkasten so gegenüber dem zugeordneten Fahrwerk eine von der Höhe der Fliehkräfte beziehungsweise der entsprechenden Querbeschleunigungskräfte abhängige Querverschiebung. Die Größe dieser Querverschiebung ist abhängig von den jeweils auf den Wagenkasten wirkenden Querbeschleunigungskräften.In a procedure according to the invention, the lateral acceleration resulting transverse displacement value of the car body relative to the chassis determined and depending on it the body by the angle opposite the Longitudinal axis inclined to compensate for the lateral acceleration resulting centrifugal forces acting on people or goods at least largely sufficient. A certain transverse displacement path is therefore a adjusted pressure difference between the outer and inner air spring arrangement assigned. In the practical implementation of this procedure, the fact becomes exploited that air springs are not only extendable in their main working direction but also allow a certain shift laterally due to lateral forces. At am The car body experiences centrifugal forces that occur in relation to it assigned landing gear one from the amount of centrifugal forces or corresponding transverse acceleration forces dependent transverse displacement. The size this transverse displacement is dependent on those acting on the car body Transverse acceleration forces.

Zur Realisierung der Neigungssteuerung ist eine pneumatische Druckdifferenzwaage vorgesehen, bei der ein Kolben einen Zylinderraum in zwei Druckräume unterteilt und ein Druckraum ist dabei mit der oder den Luftfedern einer Wagenkastenseite und der andere Druckraum mit der oder den Luftfedern der anderen Wagenkastenseite pneumatisch verbunden. Der Kolben der Druckdifferenzwaage ist vorzugsweise mechanisch mit einer in Verstellrichtung des Kolbens wirkenden Koppelfeder verbunden, deren anderes Ende mit einem Punkt verbunden ist, welcher sich entsprechend dem Querverschiebeweg des Wagenkastens gegenüber dem Befestigungsort der Differenzwaage verstellt. Die Druckdifferenzwaage kann dabei mit dem Rahmen des Fahrwerks und die Druckfeder mit dem Wagenkasten verbunden sein. Dabei liegt die Verstellrichtung des Kolbens in der Druckdiffernzwaage in Richtung des auszuwertenden Querverschiebeweges. Zusätzlich ist der Kolben der Druckdifferenzwaage mit einer Steuereinrichtung für Füll- und Entleerventile für die Luftfedern gekoppelt. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß bei fehlender Querbeschleunigung am Wagenkasten und demgemäß gleichen Drücken in den Luftfedern der Kolben der Druckdifferenzwaage in Mittelstellung steht, in der alle Füll- und Entleerventile in ihrer Schließstellung verbleiben. Der Wagenkasten befindet sich demgemäß in seiner ungeneigten und nicht querverschobenen Neutralstellung. Sobald jedoch bei auftretenden Qerbeschleunigungskräften der Wagenkasten eine Querverschiebung erfährt, wandert auch der Koppelpunkt der Kuppelfeder je nach der Richtung der Beschleunigungskräfte zur Druckdifferenzwaage hin oder von derselben weg. Über die pneumatische Steuereinrichtung der Ventile werden demnach die Luftfedern mit erhöhtem Druck versorgt, zu welchen der Wagenkasten verschoben wird, währen an der gegenüberliegenden Wagenkastenlängsseite angeordnete Luftfedern in angepaßter Weise teilentlüftet werden.A pneumatic pressure differential scale is used to implement the tilt control provided, in which a piston divides a cylinder space into two pressure spaces and a pressure chamber is with the or the air springs on one side of the car body and the other pressure chamber with the air spring or springs on the other side of the car body pneumatically connected. The piston of the differential pressure balance is preferred mechanically with a coupling spring acting in the direction of adjustment of the piston connected, the other end of which is connected to a point which is according to the transverse displacement path of the car body compared to the Mounting location of the differential balance adjusted. The differential pressure balance can also be used the frame of the undercarriage and the compression spring be connected to the body. The direction of adjustment of the piston lies in the pressure differential balance in the direction of transverse displacement path to be evaluated. In addition, the piston is the Differential pressure balance with a control device for filling and emptying valves for the Air springs coupled. The arrangement is such that if there is no Lateral acceleration on the body and therefore the same pressures in the The air springs of the pistons of the differential pressure balance are in the middle position, in which all and drain valves remain in their closed position. The car body is located accordingly in its uninclined and not shifted neutral position. As soon as however, when the acceleration forces occur, the car body one Experienced transverse displacement, the coupling point of the dome spring moves depending on the Direction of the acceleration forces towards or from the differential pressure balance path. Accordingly, the pneumatic control device of the valves Air springs supplied with increased pressure, to which the car body is moved, while on the opposite long side of the car body arranged air springs in adapted to be partially vented.

Anstelle von Füll- und Entleerventilen kann die pneumatische Steuereinrichtung auch eine bidirektionale Pumpe aufweisen, die in einer Verbindungsleitung zwischen den Luftfedernanordnungen vorgesehen ist, welche gegenüberliegenden Wagenkastenlängsseiten zugeordnet sind. Über die bidirektionale Pumpe wird unter teilweiser Entleerung der bogeninneren Luftfederanordnung und bei gleichzeitiger Druckerhöhung in der bogenäußeren Luftfederanordnung mittels der Steuerung durch die Druckdifferenzwaage und die Koppelfeder die Neigung des Wagenkastens abhängig vom Querverschiebeweg desselben gesteuert.Instead of filling and emptying valves, the pneumatic control device can also have a bidirectional pump, which in a connecting line between the Air spring arrangements are provided, which are opposite Wagon body long sides are assigned. Via the bidirectional pump is under partial emptying of the inner air spring arrangement and at the same time Pressure increase in the outer air spring arrangement by means of the control the differential pressure balance and the coupling spring depend on the inclination of the car body controlled by the transverse displacement path of the same.

Darüber hinaus ist es auch möglich, in dieses Steuerungssystem zusätzliche Steuerungsgrößen einzukoppeln, so daß im Steuervorgang z. B. Daten über die aktuell befahrene Gleisstrecke, über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder seine daraus abgeleitete Querbeschleunigung bzw. Querverschiebung berücksichtigt werden können. Es ist dann eine Vorsteuerung möglich, wobei diese Einflüsse über ein lineares Servoglied und eine Ansteuerfeder in der Steuerungsprozeß eingeleitet werden können. Die Ansteuerfeder wirkt dabei wie die Koppelfeder auf das mit dem Kolben der Druckdifferenzwaage verbundene Stellglied.In addition, it is also possible to add additional to this control system To couple control variables so that in the control process z. B. Data on the current track used, on the speed of the vehicle or its derived transverse acceleration or transverse displacement can be taken into account. Pre-control is then possible, these influences being linear Servo link and a control spring can be initiated in the control process. The control spring acts like the coupling spring on the piston with the Pressure differential balance connected actuator.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Prinzipskizzen von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is based on schematic diagrams of exemplary embodiments explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Figur ein Prinzipschaltbild eines Schienenfahrzeugs mit Luftfedern und zugeordneter Steuerung zur Neigung des Wagenkastens,Figure is a schematic diagram of a rail vehicle with air springs and associated Control for the inclination of the car body,

Fig. 2 eine weitere Variante der Steuerschaltung mit einer bidirektionalen Pumpe, Fig. 2 shows a further variant of the control circuit with a bi-directional pump,

Fig. 3 eine weitere Variante der Steuerschaltung mit einer Einkopplevorrichtung zur Vorsteuerung abhängig von Strecken- und Fahrzeugendaten, sowie Fig. 3 shows a further variant of the control circuit with a coupling device for pilot control depending on route and vehicle data, and

Fig. 4 eine mechanische Neigesteuersignalgenerierung auf der Basis eines Gelenk- Vierecks zur Realisierung eines invarianten Wagenkastendrehpunkts. Fig. 4 shows a mechanical tilt control signal generation on the basis of an articulated quadrilateral for realizing an invariant car body pivot.

Ein Fahrzeug, vorliegend ein Schienenfahrzeug weist zumindest ein mit Schienenrädern 1 und einem Laufwerkrahmen 2 ausgestattetes Laufwerk auf, auf dessen Laufwerkrahmen 2 als Sekundärfederung wirkende Luftfedern 3 angeordnet sind. Auf den Luftfedern 3 ist ein Wagenkasten 4 montiert, wobei die Wirkungsrichtung der Luftfedern 3 in vertikaler Richtung verläuft. Die Luftfedern 3 sind in ihrer axialen Richtung pneumatisch steuerbar und zu diesem Zweck mit einer pneumatischen Steuereinrichtung verbunden.A vehicle, in this case a rail vehicle has at least one equipped with rail wheels 1 and a drive frame 2 drive, are arranged on the track frame 2 acting as a secondary suspension air springs. 3 A car body 4 is mounted on the air springs 3 , the direction of action of the air springs 3 running in the vertical direction. The air springs 3 are pneumatically controllable in their axial direction and are connected to a pneumatic control device for this purpose.

Die Steuereinrichtung umfaßt eine Druckdifferenzwaage 5, bei der vorliegend ein Kolben 6 einen Zylinder in einen linken Druckraum 6L und in einen rechten Druckraum 6R unterteilt. Der Kolben 6 betätigt eine als Stellglied 7 wirkende Kolbenstange, mit der eine als Wendelfeder dargestellte Koppelfeder 8 mit gleicher Wirkungsrichtung einendig verbunden ist. Das andere Ende der Koppelfeder 8 ist an einem Koppelpunkt 9 festgesetzt, der entsprechend einer mechanischen Koppellinie 10 mit der Unterseite des Wagenkastens 4 mechanisch gekoppelt ist. Demgegenüber ist die Druckdifferenzwaage 5 über eine Koppellinie 11 mechanisch mit dem Fahrwerkrahmen 2 verbunden. Die Wirkungsrichtung des Stellgliedes 7 und der Koppelfeder 8 verläuft dabei quer zur Wagenkastenlängsachse und in horizontaler Richtung.The control device comprises a pressure differential balance 5 , in the present case a piston 6 dividing a cylinder into a left pressure chamber 6 L and a right pressure chamber 6 R. The piston 6 actuates a piston rod acting as an actuator 7 , with which a coupling spring 8, shown as a helical spring, is connected at one end with the same direction of action. The other end of the coupling spring 8 is fixed to a coupling point 9 which is mechanically coupled to the underside of the car body 4 in accordance with a mechanical coupling line 10 . In contrast, the differential pressure compensator 5 is mechanically connected to the chassis frame 2 via a coupling line 11 . The direction of action of the actuator 7 and the coupling spring 8 extends transversely to the longitudinal axis of the car body and in the horizontal direction.

Gemäß Fig. 1 gehört zur Steuereinrichtung auch eine Ventilanordnung mit je einem Füllventil 12R und 12L und einem Entleerventil 13L und 13R. Die Füllventile 12R bzw. 12L sind einerseits an eine Druckquelle Pv und andererseits an die linke Luftfeder 3L bzw. an die rechte Luftfeder 3R angeschlossen, während die Entleerventile 13L und 13R ebenfalls an die linke Luftfeder 3L bzw. rechte Luftfeder 3R angeschlossen sind und anderernends in die freie Atmosphäre bei PO ausmünden. Im übrigen ist der linke Druckraum 6L der Druckdifferenzwaage 5 mit der linken Luftfeder 3L und der rechte Raum 6R mit der rechten Luftfeder 3R verbunden.According to FIG. 1, the control device also includes a valve arrangement, each with a filling valve 12 R and 12 L and a drain valve 13 L and 13 R. The filling valves 12 R and 12 L are on the one hand connected to a pressure source Pv and on the other hand to the left air spring 3 L or connected to the right air spring 3 R, while the drain valves 13 L and 13 R are also connected to the left air spring 3 L and right air spring 3 R and on the other hand open into the free atmosphere at PO. Incidentally, the left pressure chamber 6, L is the difference in pressure balance 5 connected to the left air spring 3 L and the right area R 6 with the right air spring 3 R.

Der Wagenkasten 4 steht bei fehlenden Querbeschleunigungskräften in Querrichtung zentriert zum Fahrwerk (Räder 1, Fahrwerkrahmen 2). In diesem Betriebszustand, der einer Fahrt auf geradem Gleis entspricht, befindet sich auch die Koppelfeder 8 in neutralem Zustand, in welchem ihr Koppelpunkt 9 mit dem dem Fahrwerk zugeordnetem Neutralort N korrespondiert. Der Kolben 6 der Druckdifferenzwaage 5 befindet sich bei dieser Ausgangsposition im Bereich der mittleren Längsausdehnung des betreffenden Zylinders.If there are no lateral acceleration forces, the body 4 is centered in the transverse direction to the chassis (wheels 1 , chassis frame 2 ). In this operating state, which corresponds to driving on a straight track, the coupling spring 8 is also in a neutral state, in which its coupling point 9 corresponds to the neutral location N assigned to the running gear. The piston 6 of the pressure differential balance 5 is in this starting position in the region of the central longitudinal extent of the cylinder in question.

Fährt das Fahrzeug gemäß Fig. 1 in die Zeichenebene und in eine Linkskurve hinein, bewirken die aus der Fliehkraft resultierenden Querbeschleunigungskräfte eine Verschiebung des Wagenkastens 4 gegenüber dem Fahrwerk nach rechts, um den Betrag RΔY. Um diesen Querverschiebeweg wird dann auch der Ankoppelpunkt 9 in die in Fig. 1 dargestellte Position bewegt. Die vorher entspannte Ankoppelfeder 8 wird dadurch komprimiert und drückt den Kolben 6 tiefer in den rechten Druckraum 6R der Druckdifferenzwaage 5 hinein, wie es durch die gestrichelte Kolbendarsstellung angedeutet ist. Bei dieser Bewegung wird über das Stellglied 7 das Füllventil 12R und das Entleerventil 13L geöffnet. Dadurch strömt Druckluft über die Druckleitung PR in die rechte Luftfeder 3R, während aufgrund der daraus resultierenden axialen Verlängerung der rechten Lutfeder 3R der Wagenkasten 4 an seiner rechten Längsseite angehoben wird. Gleichzeitig wird eine Teilentlüftung der der linken Wagenkastenlängsseite zugeordneten Luftfeder 3L über das geöffnete Entleerventil 13L bewerkstelligt. Die abströmende Luft gelangt über die zugeordnete Strömungsleitung bei der Auslassöffnung PO in die freie Atmosphäre. Mit dem Druckanstieg in der rechten Luftfeder 3R steigt auch der Druck im rechten Druckraum 6R der Druckdifferenzwaage 5. Hierdurch wird der Kolben 6 und damit das Stellglied 7 zur Koppelfeder 8 hin gedrückt, zumal auch im linken Druckraum 6L ein Druckabfall entsprechend dem in der linken Luftfeder 3L eintritt. Die Druckdifferenz zwischen den beiden Luftfedern 3R und 3L wird soweit erhöht, bis der Kolben 6 wieder die in Fig. 1 dargestellte mittlere Neutrallage N erreicht hat, in der er sich vor der Querverschiebung des Wagenkastens befand. Damit ist auch das Stellglied 7 in seine Neutralstellung zurückgeführt und die Ventile 12R und 12L geschlossen worden. Die Federcharakteristik der Koppelfeder 8 ist dabei so gewählt, daß bei einem vorgegebenen Querverschiebeweg RΔY die Kompensation von im Wagenkasten spürbaren Querbeschleunigungen jedenfalls weitgehend eintritt.If the vehicle according to FIG. 1 moves into the drawing plane and into a left-hand curve, the transverse acceleration forces resulting from the centrifugal force cause the body 4 to be shifted to the right by the amount RΔY. The coupling point 9 is then also moved to the position shown in FIG. 1 by this transverse displacement path. The previously relaxed coupling spring 8 is thereby compressed and pushes the piston 6 deeper into the right pressure chamber 6 R of the pressure differential balance 5 , as is indicated by the dashed piston representation. During this movement, the filling valve 12 R and the drain valve 13 L are opened via the actuator 7 . Characterized compressed air flows via the pressure line PR in the right air spring 3 R, while due to the resulting axial extension of the right Lutfeder 3 R of the car body 4 is raised at its right longitudinal side. At the same time, a partial ventilation of the air spring 3 L assigned to the left side of the body of the car body is accomplished via the opened drain valve 13 L. The outflowing air reaches the free atmosphere via the assigned flow line at the outlet opening PO. With the pressure increase in the right air spring 3 R, the pressure in the right pressure chamber 6 R of the pressure differential balance 5 also increases . As a result, the piston 6 and thus the actuator 7 is pressed toward the coupling spring 8 , especially since a pressure drop corresponding to that in the left air spring 3 L also occurs in the left pressure chamber 6 L. The pressure difference between the two air springs 3 R and 3 L is increased until the piston 6 has again reached the mean neutral position N shown in FIG. 1, in which it was before the transverse displacement of the car body. So that the actuator 7 is returned to its neutral position and the valves 12 R and 12 L have been closed. The spring characteristic of the coupling spring 8 is chosen so that, for a given transverse displacement path RΔY, the compensation of transverse accelerations noticeable in the car body at least largely occurs.

Fährt das Fahrzeug in eine Rechtskurve ein, verschiebt sich der Wagenkasten 4 in der Darstellung nach Fig. 1 gegenüber der Neutrallage N nach links um die Strecke LΔY. Die hierdurch erfolgende Dehnung der Koppelfeder 8 bewirkt eine Verschiebung des Kolbens 6 aus seiner Neutrallage N in den linken Druckraum 6L hinein, wodurch das Füllventil 12L und das Entleerventil 13R solange geöffnet werden, bis der sich dann in die linke Luftfeder 3L sich aufbauende Druck den Kolben unter zusätzlicher Dehnung der Koppelfeder 8 wieder zurück in die Neutrallage N bewegt hat. Die Lage des Koppelpunkts 9 ändert sich nur abhängig von am Wagenkasten 4 wirksamen Querbeschleunigungswerten, nicht jedoch durch die Koppelfeder 8 oder die Neigung des Wagenkastens 4. Bei in die Neutrallage N zurückgestelltem Kolben 6 werden auch hier wieder die geöffneten Ventile 12L und 13R geschlossen.If the vehicle enters a right-hand bend, the car body 4 shifts in the illustration according to FIG. 1 to the left by the distance LΔY with respect to the neutral position N. The resulting expansion of the coupling spring 8 causes the piston 6 to be displaced from its neutral position N into the left pressure chamber 6 L, as a result of which the filling valve 12 L and the drain valve 13 R are opened until it then moves into the left air spring 3 L build-up pressure has moved the piston back into the neutral position N with additional expansion of the coupling spring 8 . The position of the coupling point 9 changes only as a function of the lateral acceleration values effective on the body 4 , but not due to the coupling spring 8 or the inclination of the body 4 . With the piston 6 returned to the neutral position N, the opened valves 12 L and 13 R are closed again.

Bei sich vermindernder Querbeschleunigung wandert der Koppelpunkt 9 näher zur Neutralstellung N hin. Die daraus resultierende Veränderung der Längskraft der Koppelfeder 8 hat ebenfalls entsprechende Reaktionen am Kolben 6 und damit am Stellglied 7 zur Folge, wodurch dann über die Ventile eine Druckminderung jeweils in der höher druckbeaufschlagten Luftfeder und ein entsprechender Druckaufbau in der demgegenüber mit niedrigerem Druck beaufschlagten Luftfeder eintritt. Bei fehlender Querbeschleunigung bzw. bei Rückverschiebung des Wagenkastens gegenüber dem Fahrwerk in seine Neutralstellung erreicht dann auch der Koppelpunkt 9 seine Neutrallage N, so daß die linken wie die rechten Luftfedern gleiche Druckhöhe aufweisen. Die Neigung des Wagenkastens ist dann forderungsgemäß Null. When the lateral acceleration decreases, the coupling point 9 moves closer to the neutral position N. The resulting change in the longitudinal force of the coupling spring 8 also results in corresponding reactions on the piston 6 and thus on the actuator 7, as a result of which a pressure reduction occurs in the air spring, which is subjected to higher pressure, and a corresponding pressure build-up in the air spring, which is pressurized with lower pressure , In the absence of lateral acceleration or when the car body is moved back to its neutral position relative to the chassis, the coupling point 9 then also reaches its neutral position N, so that the left and right air springs have the same pressure level. The inclination of the car body is then zero as required.

Um energetische Verluste zu minimieren, die durch das freie Ausströmen der Druckluft während eines Neigevorgangs bei der Ausführungsform nach Fig. 1 unvermeidlich auftreten, kann statt dessen gemäß den Fig. 2 und 3 in eine Verbindungsleitung zwischen den links- und rechtsseitig angeordneten Luftfedern eine bidirektionale Pumpe eingeschaltet werden, die je nach betrieblicher Anforderung Luft aus der oder den bogeninnenseitig angeordneten Luftfedern in die bogenaußenseitig angeordnete/n Luftfedern fördert.In order to minimize energy losses, which inevitably occur due to the free outflow of the compressed air during a tilting process in the embodiment according to FIG. 1, a bidirectional pump can instead be provided in accordance with FIGS. 2 and 3 in a connecting line between the air springs arranged on the left and right sides be switched on, which, depending on operational requirements, conveys air from the air spring or the air springs arranged on the inside of the bow to the air springs arranged on the outside of the bow.

Bei gleicher Funktion und Ankoppelung einer Druckdifferenzwaage 5 mit der zugehörigen Koppelfeder 8 an den Fahrwerkrahmen 2, den Wagenkasten und die Luftfedern wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, wird an die Stelle der Ventilanordnung 12, 13 eine bidirektionale Pumpe 14 eingeschaltet. Hierbei wird durch das Stellglied 7 der Druckdifferenzwaage 5 ein Schaltglied eines elektrischen Umschalters 15 betätigt, das an eine Spannungsquelle U angeschaltet ist. Bei der Fahrt des Fahrzeuges durch eine Linkskurve wird auch hier das Stellglied 7 durch die Koppelfeder 8 zunächst wie in Fig. 1 beschrieben in den rechten Druckraum 6R der Druckdifferenzwaage 5 hinein gedrückt. Damit wird auch das mit dem Stellglied 7 gekuppelte Schaltglied aus seiner dargestellten neutralen Mittellage an die Versorgungsleitung 14R der Pumpe 14 gelegt, die dadurch mit ihrer Förderung beginnt und Luft aus der kurveninneren Luftfeder 3L in die kurvenäußere Luftfeder 3L über die Druckleitung PR pumpt. Dieser Vorgang wird solange aufrechterhalten bis der Kolben 6 wieder in die Neutrallage N und damit das Schaltglied 16 in eine dargestellte Neutrallage zurückgestellt ist. Die Pumpe 14 unterbricht dann die Förderung. Wird der Querverschiebeweg ΔY kleiner oder geht er über die Neutrallage N hinweg, dann wandert auch der Koppelpunkt 9 in entsprechender Weise und bewirkt eine Verstellung des Kolbens 6 nach rechts bzw. nach links in den jeweiligen Druckraum 6L bzw. 6R. Dementsprechend tritt auch das Schaltglied 16 in Anlage mit dem Schaltkontakt 14L, so daß die Pumpe in Gegenrichtung fördert und eine Druckminderung an der bisherigen bogenäußeren Luftfeder bzw. eine Druckminderung bei der bogeninneren Luftfeder bewirkt. Die Rückwirkung der Drücke auf die Druckdifferenzwaage 5 bewirkt dann wieder eine Rückstellung des Kolbens 6 in die Neutrallage N, in welcher auch die Pumpe 14 wieder abgeschaltet ist. In der Pumpe 14 sind Mittel vorgesehen, die eine Luftströmung nur dann zulassen, wenn eine der Fördereinrichtungen aktiviert ist.With the same function and coupling of a pressure differential balance 5 with the associated coupling spring 8 to the chassis frame 2 , the car body and the air springs as in the embodiment according to FIG. 1, a bidirectional pump 14 is switched on instead of the valve arrangement 12 , 13 . Here, the control element 7 of the pressure differential balance 5 actuates a switching element of an electrical switch 15 , which is connected to a voltage source U. When the vehicle is traveling through a left-hand curve, the actuator 7 is first pressed into the right-hand pressure chamber 6 R of the differential pressure compensator 5 by the coupling spring 8 , as described in FIG. 1. Thus, the switching element coupled to the actuator 7 is placed from its neutral position shown on the supply line 14 R of the pump 14 , which thereby begins its delivery and pumps air from the inside air spring 3 L into the outside air spring 3 L via the pressure line PR , This process is maintained until the piston 6 is again in the neutral position N and thus the switching element 16 is returned to a neutral position shown. The pump 14 then interrupts the delivery. If the transverse displacement path ΔY becomes smaller or it goes beyond the neutral position N, then the coupling point 9 also moves in a corresponding manner and causes the piston 6 to be moved to the right or to the left into the respective pressure chamber 6 L or 6 R. Correspondingly, this also occurs the switching element 16 in contact with the switching contact 14 L, so that the pump delivers in the opposite direction and brings about a pressure reduction on the previous outside air spring or a pressure reduction on the inside air spring. The reaction of the pressures on the pressure differential balance 5 then causes the piston 6 to be returned to the neutral position N, in which the pump 14 is also switched off again. Means are provided in the pump 14 which only allow an air flow when one of the delivery devices is activated.

Daneben ist es gemäß Fig. 3 auch möglich, in die Steuereinrichtung zusätzliche Signale einzukoppeln, indem mittels eines z. B. linearen Steuergliedes 17 zusätzliche Steilbewegungen über eine Ansteuerfeder 18 auf das Stellglied 7 der Druckdifferenzwaage 5 bei ansonsten gleichem Steuerungsaufbau wie in den Fig. 1 und 2 übertragen werden. Die Stellbewegungen des Steuergliedes 17 werden dabei durch ein Steuer- oder Regelgerät 19 gesteuert, in dem Daten über den Verlauf des aktuell befahrenen Gleises, über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Gleisrichtung, Querbeschleunigungswerte und/oder Werte der Querverschiebung eines Wagenkastens ausgewertet werden. Abhängig von diesen zusätzlichen Einflußgrößen werden durch Verändern der wirksamen Länge eines Stellelements 20 des Steuerglieds 17 über die Ansteuerfeder 18 Signale auf die Druckdifferenzwaage 5 zu übertragen. Dadurch ist es z. B. möglich, aufgrund von Streckendaten bereits einen Neigevorgang des Wagenkastens zu initiieren, noch bevor der Wagenkasten tatsächlich eine Querverschiebung in einem Gleisbogen erfährt. Zudem kann auf elegantem, in Hinblick auf die Systemssicherheits-Problematik unkritischem Wege die stationär korrekte Querauslenkungssteuerung durch aktive, elektronisch gestützte Vorsteuerungs- und Regelungsfunktionen ergänzt werden. Voraussetzung hierfür ist z. B., dass die Steuer- und Regeleinheit 19 wiederum über eine weiche Ansteuerfeder 18 in den Steuerungsverbund eingekoppelt wird und im Fehlerfall kraftfrei mitbewegt werden kann. Auf diesem Wege läßt sich z. B. leicht eine gezielte Vorfeldauslenkung bei der Einfahrt in eine Kurve aufprägen oder auch eine spezielle Komfortsynchronisation zwischen den beiden Drehstellen eines Wagens oder zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wagen herstellen. In einem Fehlermodus kann das System jedoch einfach auf den sicheren mechanisch-pneumatischen stationären Modus entsprechend den Fig. 1 und 2 zurückfallen. Im übrigen kann es zweckmäßig sein, die Befestigung der Luftfedern links wie rechts aussermittig einzustellen bzw. schräg und insbesondere nach fahrzeugaussen ansteigend anzuordnen, um die resultierende Querverschiebung bei Kurvenfahrt zugunsten eines optimalen Lichtraumprofils und /oder eines verbesserten Querfederkomforts einstellen zu können. Besides, it is shown in FIG. 3 also possible to couple in the control device additional signals by means of a z. B. linear control member 17 additional steep movements via a control spring 18 to the actuator 7 of the differential pressure balance 5 with otherwise the same control structure as in FIGS. 1 and 2 are transmitted. The actuating movements of the control member 17 are controlled by a control or regulating device 19 , in which data on the course of the track currently being traveled, on the speed of the vehicle in the direction of the track, lateral acceleration values and / or values of the transverse displacement of a car body are evaluated. Depending on these additional influencing variables, signals are transmitted to the pressure differential balance 5 by changing the effective length of an actuating element 20 of the control element 17 via the control spring 18 . This makes it z. B. possible to initiate a tilting process of the car body on the basis of route data, even before the car body actually undergoes a transverse displacement in a track curve. In addition, the stationary correct lateral deflection control can be supplemented in an elegant, non-critical way with regard to the system security problem by active, electronically supported pilot control and regulation functions. The prerequisite for this is, for. B. that the control and regulating unit 19 is in turn coupled into the control system via a soft control spring 18 and can be moved force-free in the event of a fault. In this way, z. B. easily imprint a targeted apron deflection when entering a bend or also create a special comfort synchronization between the two pivot points of a car or between two successive cars. In an error mode, however, the system can simply fall back to the safe mechanical-pneumatic stationary mode according to FIGS. 1 and 2. Otherwise, it may be expedient to adjust the attachment of the air springs to the left and right off-center or to arrange them obliquely and, in particular, ascending to the outside of the vehicle in order to be able to adjust the resulting transverse displacement when cornering in favor of an optimal clearance profile and / or improved transverse spring comfort.

Dabei besteht alternativ zur vorbeschriebenen Differenzkrafteinkopplung die Möglichkeit, den gewünschten, oberhalb des Wagenschwerpunkts S liegenden Wagenkastendrehpunkt D durch eine geeignete Kinematik unmittelbar per Ansteuerschaltung einzustellen, wie es Fig. 4 zeigt. Dazu eignet sich u. a. ein am Wagenkasten montiertes Gelenkviereck 21, dessen Querhebel 22 vom Laufwerkrahmen 2 horizontiert wird. Die daraus resultierende Querhebelauslenkung relativ zum Laufwerkrahmen 2 können unmittelbar zur o. g. Differenzdrucksteuerung herangezogen wrsen. Im statischen Zustand führt dieses Konzept auf eine quasi exakte Führung um den Drehpunkt D. Von Vorteil ist in diesem Fall dass z. B. Belastungsänderungen unmittelbar kompensiert werden. Es ergibt sich so eine mechanische Neigungssteuersignal-Generierung auf der Basis eines Gelenk-Vierecks zur Realisierung eines invarianten Wagenkastendrehpunkts D.As an alternative to the above-described coupling of differential forces, there is the possibility of setting the desired car body pivot D above the car center of gravity S directly by means of suitable kinematics via a control circuit, as shown in FIG. 4. Suitable for this purpose is, inter alia, a four-bar linkage 21 mounted on the car body, the transverse lever 22 of which is leveled by the drive frame 2 . The resulting transverse lever deflection relative to the drive frame 2 can be used directly for the above-mentioned differential pressure control. In the static state, this concept leads to a virtually exact guidance around the pivot point D. In this case, it is advantageous that e.g. B. changes in load can be compensated immediately. This results in a mechanical inclination control signal generation on the basis of an articulated quadrilateral for the realization of an invariant car body pivot point D.

Zudem bietet es sich an, aus Komfortgründen auf jegliche Art von Stabilisatoren zu verzichten und statt dessen die Luftfedern kopfüber zu montieren, wodurch sie effektiver zur Wank- bzw. Rollstabilisierung beitragen können. Die Luftfederdruckdifferenzsteuerung erfordert eine modifizierte Niveauregelung, denn in diesem Falle müssen beide Luftfedern eines Fahrwerks stets zusammen justiert werden. Im einfachsten Fall kann dies durch eine summarische Niveaumessung in Wagenkastenmitte erfolgen, verbunden mit einer selektiven Befüllung der jeweils druckhöheren Luftfeder oder einer Entspannung der druckniedrigeren Luftfeder. Da der Niveauabgleich relativ langsam erfolgt, im Vergleich zur Neigungssteuerung, bedingt dieser einfache, pragmatische Zugang keine merkliche Komforteinschränkung. Es sei auch angemerkt, dass sich alle aufgezeigten kinematischen bzw. mechanischen Kopplungen und Ansteuerungskonzepte mit Hilfe von Lage-, Winkel- und ggf. Drucksensoren sowie geeigneten Programmsteuereinrichtungen auch in Form digitaler Regelungen bzw. Steuerungen umsetzen und verbessern lassen. It is also a good idea to use any type of stabilizer for comfort reasons dispense and instead mount the air springs upside down, which makes them can contribute more effectively to roll or roll stabilization. The Air spring pressure differential control requires a modified level control, because in In this case, both air springs of a chassis must always be adjusted together become. In the simplest case, this can be done by a summary level measurement in The middle of the car body is connected with a selective filling of each higher air spring or a relaxation of the lower pressure air spring. Since the Level adjustment takes place relatively slowly, in comparison to the inclination control this simple, pragmatic approach means no noticeable reduction in comfort. It should also be noted that all the kinematic and mechanical shown Couplings and control concepts with the help of position, angle and possibly Pressure sensors and suitable program control devices also in the form of digital Implement regulations and controls and have them improved.

Reference numeral list

11

Schienenräder
rail wheels

22

Laufwerkrahmen
Drive cage

33

, .

33

L, L,

33

R Luftfedern bzw. rechte bzw. linke Luftfeder
R air springs or right or left air spring

44

Wagenkasten
car body

55

Druckdifferenzwaage
Pressure differential scale

66

, .

66

R, R

66

L Kolben bzw. rechter Druckraum bzw. linker Druckraum
L piston or right pressure chamber or left pressure chamber

77

Stellglied
actuator

88th

Koppelfeder
coupling spring

99

Koppelpunkt
crosspoint

1010

, .

1111

Koppellinie
coupling line

1212

R, R

1212

L rechtes bzw. linkes Füllventil
L right or left filling valve

1313

R, R

1313

L rechtes bzw. linkes Entleerventil
N Neutrallage-Funktionsgröße
PO Auslaßöffnung
RΔY Verschiebe-Betrag
PR, PL rechte bzw. linke Druckleitung
RΔY, LΔY rechter bzw. linker Querverschiebeweg
L right or left drain valve
N Neutral position function variable
PO outlet opening
RΔY shift amount
PR, PL right or left pressure line
RΔY, LΔY right and left cross slide

1414

, .

1414

R, R

1414

L bidirektionale Pumpe bzw. rechte bzw. linke Versorgungsleitung
L bidirectional pump or right or left supply line

1515

Umschalter
U Spannungsquelle
switch
U voltage source

1616

Schaltglied
switching element

1717

Steuerglied
control member

1818

Ansteuerfeder
Ansteuerfeder

1919

Steuer- und Regelgerät
Control and regulating device

2020

Stellelement
actuator

2121

Gelenkviereck
bar linkage

2222

Querhebel
transverse lever

Claims

1. A method for controlling the angle of inclination of a car body relative to a chassis carrying the same via controllable air springs depending on the lateral acceleration forces acting on the car body, in particular when cornering a rail vehicle, characterized in that the angle of inclination is dependent on the transverse displacement path of the car body relative to that resulting from the lateral acceleration Running gear is controlled.

2. Vehicle, in particular rail vehicle, for carrying out the method according to claim 1, characterized in that
that the air springs assigned to a longitudinal side of the car body are each connected to a pressure chamber of a pneumatic differential pressure compensator, which has an external actuator which can be adjusted in opposite directions from a central position,
that the actuator of the differential pressure compensator is connected on the one hand via a coupling spring to a coupling point receiving the transverse displacement path and
that the actuator of the differential pressure balance, on the other hand, acts on a pneumatic control device which changes the pressure in the air springs,
that a deviation from the center position of the differential pressure compensator is counteracted with corresponding changes in length of the coupling spring.

3. Vehicle, in particular rail vehicle, according to claim 2, characterized, that the air springs are connected to a compressed air source via controllable filling valves and are connected to the free atmosphere via controllable drain valves.

4. Vehicle, in particular rail vehicle, according to claim 2 or 3, characterized, that the actuator of the differential pressure balance with the filling valves and with the Drain valves is coupled, so that depending on the deviation of the Differential pressure balance from their central position, the filling valves of one Air springs assigned to the longitudinal side of the car body and those of the drain valves air springs assigned to the other long side of the car body are opened until a reset of the differential pressure compensator into its middle position under the corresponding Change in length of the coupling spring is reached.

5. Vehicle, in particular rail vehicle, according to one of claims 2 or 3, characterized in that
that the pneumatic control device has a bidirectional pump which is connected in a composite line between the air springs, which connects the air springs assigned to one side of the body of the car body with the air springs assigned to the other side of the body of the car, and
that the actuator of the differential pressure balance controls a switching device which activates the bidirectional pump when the center position is deviated, in such a way that the deviation in the center position of the pressure differential balance is counteracted.

6. Vehicle, in particular rail vehicle, according to one of claims 2 to 5, characterized, that the actuator of the differential pressure balance is connected to a control spring, the at the other end with a control element which is adjustable in the axial direction of the control spring connected, which is controlled depending on vehicle and / or route data.

7. Vehicle, in particular rail vehicle, according to claim 6, characterized in that that the control spring is both stretchable and compressible in its direction of action and at Middle position of the differential pressure balance and no transverse displacement of the Car body is neutral with respect to the associated chassis in the direction of action.

8. Vehicle, in particular rail vehicle, according to one of claims 2 to 7 characterized, that the coupling spring is both stretchable and compressible in its direction of action and at Middle position of the differential pressure balance and no transverse displacement of the Car body is neutral with respect to the associated chassis in the direction of action.

9. Vehicle, in particular rail vehicle, according to one of claims 2 to 8, characterized, that the mounting of the air springs on the left and right is set off-center.

10. Vehicle, in particular rail vehicle, according to one of claims 2 to 9, characterized in that the attachment of the air springs obliquely left and right and is set to increase in particular according to the exterior of the vehicle.