DE102012211319B4

DE102012211319B4 - Rail vehicle and method for controlling the rail vehicle to reduce occurring lateral forces

Info

Publication number: DE102012211319B4
Application number: DE102012211319.3A
Authority: DE
Inventors: Bruno Gebhard
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2015-08-27
Anticipated expiration: 2032-06-30
Also published as: DE102012211319A1

Abstract

Schienenfahrzeug mit einem ersten Rad (1) und einem zweiten Rad (2) einer Achse und einem ersten Motor (5) zum Antreiben des ersten Rads (1) und einem zweiten Motor (6) zum Antreiben des zweiten Rads (2), wobei es ein Steuerungsmittel umfasst, welches geeignet ist, den ersten Motor (5) und den zweiten Motor (6) derart anzusteuern, dass das erste Rad (1) und das zweite Rad (2) mit unterschiedlichen Drehzahlen antreibbar sind, wobei das Steuerungsmittel einen ersten Umrichter zur Ansteuerung des ersten Motors (5) und einen vom ersten Umrichter verschiedenen, zweiten Umrichter zur Ansteuerung des zweiten Motors (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug einen ersten und einen zweiten Wagen (9, 10) umfasst, welche über ein Gelenk miteinander verbunden sind, und dass das Schienenfahrzeug ein drittes und ein viertes Rad (3, 4) einer zweiten Achse, einen dritten Motor zum Antreiben des dritten Rads (3) und einen vierten Motor zum Antreiben des vierten Rads (4) und einen dritten Umrichter zur Ansteuerung des dritten Motors und einen vierten Umrichter zur Ansteuerung des vierten Motors umfasst, wobei das erste und das zweite Rad (1, 2) am ersten Wagen (9) angeordnet sind und das dritte und das vierte Rad (3, 4) am zweiten Wagen (10) angeordnet sind, wobei das Schienenfahrzeug Mittel zum Erfassen eines Winkels zwischen einer Mittellängsebene des ersten Wagens (9) und einer Mittellängsebene des zweiten Wagens (10) umfasst, zum Antrieb des ersten, zweiten, dritten und vierten Rads (1, 2, 3, 4) in Abhängigkeit ihres Abstands zum Gelenk und in Abhängigkeit von dem Winkel zwischen der Mittellängsebene des ersten Wagens (9) und der Mittellängsebene des zweiten Wagens (10).A rail vehicle having a first wheel (1) and a second wheel (2) of one axle and a first motor (5) for driving the first wheel (1) and a second motor (6) for driving the second wheel (2) a control means, which is adapted to the first motor (5) and the second motor (6) to control such that the first wheel (1) and the second wheel (2) are drivable at different speeds, wherein the control means comprises a first inverter for driving the first motor (5) and a second converter other than the first converter for controlling the second motor (6), characterized in that the rail vehicle comprises a first and a second carriage (9, 10), which via a joint and that the rail vehicle comprises a third and a fourth wheel (3, 4) of a second axis, a third motor for driving the third wheel (3) and a fourth motor for driving the fourth wheel (4) and a d Inverter for driving the third motor and a fourth inverter for driving the fourth motor comprises, wherein the first and the second wheel (1, 2) on the first carriage (9) are arranged and the third and the fourth wheel (3, 4) are arranged on the second carriage (10), wherein the rail vehicle comprises means for detecting an angle between a central longitudinal plane of the first carriage (9) and a central longitudinal plane of the second carriage (10), for driving the first, second, third and fourth wheel (1 2, 3, 4) as a function of their distance from the joint and as a function of the angle between the central longitudinal plane of the first carriage (9) and the central longitudinal plane of the second carriage (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einem ersten und einem zweiten Rad einer Achse und einem ersten Motor zum Antreiben des ersten Rads und einem zweiten Motor zum Antreiben des zweiten Rads und ein Verfahren zum Betreiben des Schienenfahrzeugs. Solche Schienenfahrzeuge sind aus der FR 2 778 612 A1 und der DE 10 2009 042 870 A1 bekannt geworden.The invention relates to a rail vehicle having a first and a second wheel of an axle and a first motor for driving the first wheel and a second motor for driving the second wheel and a method for operating the rail vehicle. Such rail vehicles are from the FR 2 778 612 A1 and the DE 10 2009 042 870 A1 known.

Ein Schienenfahrzeug erfährt bei der Einfahrt in eine Kurve eine starke Querbeschleunigung, insbesondere wenn ein Spurkranz eines kurvenäußeren Rades des Schienenfahrzeugs gegen eine Flanke einer kurvenäußeren Schiene des Gleises schlägt, auf welchem sich das Schienenfahrzeug durch die Kurve bewegt. Auch bei gerader Strecke kann ein Spurkranz eines Rades des Schienenfahrzeugs gegen eine Flanke einer Schiene des Gleises des Schienenfahrzeugs schlagen, insbesondere dann, wenn das Schienenfahrzeug stark schlingert. Die auftretenden Querbeschleunigungen werden üblicherweise über Stoßdämpfer gedämpft.A rail vehicle undergoes a strong lateral acceleration when entering a curve, in particular when a wheel flange of a bend-outward wheel of the rail vehicle strikes against an edge of a curve-outside rail of the track on which the rail vehicle moves through the curve. Even with a straight line, a wheel flange of a wheel of the rail vehicle can strike against a flank of a rail of the track of the rail vehicle, in particular if the rail vehicle slips strongly. The occurring lateral accelerations are usually damped by shock absorbers.

Die DE 101 57 368 A1 offenbart eine Positionseinstellung eines Wagenkörpers eines Schienenfahrzeugs.The DE 101 57 368 A1 discloses a positional adjustment of a car body of a rail vehicle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die auftretenden Querbeschleunigungen weiter zu reduzieren.The invention has for its object to further reduce the transverse acceleration occurring.

Gelöst wird die Aufgabe durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche 1 und 5. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der jeweils abhängigen Patentansprüche wieder.The object is achieved by the subject matter of independent claims 1 and 5. Further developments and refinements of the invention can be found in the features of the respective dependent claims again.

Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, insbesondere des Personenverkehrs, insbesondere des Nahverkehrs, umfasst zumindest eine Achse mit zwei angetriebenen Rädern. Dazu weist es zwei Motoren auf. Darüber hinaus umfasst das Schienenfahrzeug zumindest ein Steuerungsmittel zum Ansteuern der Motoren, welches derart ausgestaltet ist, den ersten und den zweiten Motor so anzusteuern, dass das erste und das zweite Rad mit unterschiedlicher Drehzahl angetrieben sind. Die Drehzahl eines Rads ist proportional zur Winkelgeschwindigkeit des Rads.A rail vehicle according to the invention, in particular passenger transport, in particular local transport, comprises at least one axle with two driven wheels. It has two engines for this purpose. In addition, the rail vehicle comprises at least one control means for driving the motors, which is designed such that the first and the second motor to control so that the first and the second wheel are driven at different speeds. The speed of a wheel is proportional to the angular velocity of the wheel.

Insbesondere ist das Steuerungsmittel so ausgestaltet, dass der erste und der zweite Motor voneinander unabhängig ansteuerbar sind, wodurch das erste und das zweite Rad voneinander unabhängig antreibbar sind. Dies würde bedeuten, dass das erste Rad mit einer Drehzahl unabhängig von der Drehzahl des zweiten Rads antreibbar ist und umgekehrt. Das erste und das zweite Rad werden jedoch in gegenseitiger Abhängigkeit angetrieben. Gemäß der Erfindung werden der erste und der zweite Motor vom Steuerungsmittel zumindest zeitweise derart angesteuert, dass das erste und das zweite Rad mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden, insbesondere zur Vermeidung oder Reduzierung von auftretenden Querkräften, insbesondere durch die Berührung eines Spurkranzes eines Rads des Schienenfahrzeugs mit einer Schienenflanke des Gleises des Schienenfahrzeugs, beispielsweise in Kurvenfahrten des Schienenfahrzeugs oder bei Schlingerbewegungen des Schienenfahrzeugs. Der erste und/oder der zweite Motor können dabei zum Antrieb mehrerer Räder vorgesehen sein, beispielsweise treibt der erste Motor zwei in Fahrtrichtung links angeordnete Räder eines Drehgestells an und der zweite Motor treibt zwei in Fahrtrichtung rechts angeordnete Räder des Drehgestells an.In particular, the control means is designed such that the first and the second motor are independently controllable, whereby the first and the second wheel are independently drivable. This would mean that the first wheel can be driven at a speed independent of the speed of the second wheel and vice versa. However, the first and second wheels are driven in interdependence. According to the invention, the first and the second motor are controlled by the control means at least temporarily such that the first and the second wheel are driven at different speeds, in particular to avoid or reduce occurring lateral forces, in particular by touching a flange of a wheel of the rail vehicle a rail edge of the track of the rail vehicle, for example in cornering of the rail vehicle or rolling movements of the rail vehicle. The first and / or the second motor can be provided to drive a plurality of wheels, for example, drives the first motor two left in the direction of travel wheels of a bogie and the second motor drives two in the direction of travel right wheels of the bogie.

Das Steuerungsmittel des Schienenfahrzeugs umfasst einen ersten Umrichter zum Ansteuern des ersten Motors und zumindest einen weiteren, zweiten Umrichter zum Ansteuern des zweiten Motors. Der zweite Umrichter ist vom ersten Umrichter verschieden, insbesondere jedoch baugleich ausgestaltet.The control means of the rail vehicle comprises a first inverter for driving the first motor and at least one further, second converter for driving the second motor. The second inverter is different from the first inverter, but designed in particular identical.

Ein Umrichter erzeugt in der elektrischen Antriebstechnik aus einem Wechselstrom- bzw. Drehstromnetz konstanter Frequenz und Spannung eine Ausgangsspannung mit variabler Spannung und Frequenz erzeugt, insbesondere um die Drehrichtung und Drehzahl von Drehstrommotoren zu steuern. Sowohl der erste, als auch der zweite Umrichter weisen jeweils einen Eingang und einen Ausgang auf. Am jeweiligen Ausgang sind die Motoren angeschlossen. Bei den Motoren handelt es sich insbesondere um baugleiche Drehstrommotoren.A converter generates in electrical drive technology from an AC or three-phase network of constant frequency and voltage generates an output voltage with variable voltage and frequency, in particular to control the direction of rotation and speed of three-phase motors. Both the first and the second inverter each have an input and an output. The motors are connected to the respective output. The motors are in particular identical three-phase motors.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Schienenfahrzeug zumindest ein Mittel zum Erfassen einer Position des Schienenfahrzeugs bezüglich des Gleises auf, auf welchem sich das Schienenfahrzeug befindet. Dabei handelt es sich beispielsweise um einen Beschleunigungssensor zum Ermitteln einer Querbeschleunigung des Schienenfahrzeugs oder um eine Auslenkungserkennung zum Ermitteln einer außermittigen Position des Schienenfahrzeugs bezüglich des Gleises des Schienenfahrzeugs oder um einen GPS-Empfänger oder um einen Empfänger zum Empfang eines Gleismarkierungssignals, beispielsweise induktiv über eine Leiterschleife oder kapazitiv durch ein elektrisches Feld, oder um eine Kombination der genannten Mittel. Das Gleis des Schienenfahrzeugs besteht üblicherweise aus zwei parallelen Schienen auf welchen das erste und das zweite Rad stehen oder abrollen. Die Position des Schienenfahrzeugs relativ zu seinem Gleis entspricht daher der Position des Schienenfahrzeugs relativ zu einer Schiene des Gleises.According to one embodiment of the invention, the rail vehicle has at least one means for detecting a position of the rail vehicle with respect to the track on which the rail vehicle is located. These are, for example, an acceleration sensor for determining a transverse acceleration of the rail vehicle or a deflection detection for determining an off-center position of the rail vehicle with respect to the track of the rail vehicle or a GPS receiver or a receiver for receiving a track mark signal, for example inductively via a conductor loop or capacitively by an electric field, or a combination of said means. The track of the rail vehicle usually consists of two parallel rails on which the first and the second wheel stand or roll. The position of the rail vehicle relative to its track therefore corresponds to the position of the rail vehicle relative to a rail of the track.

Ein Beschleunigungssensor erkennt nicht direkt die Position des Schienenfahrzeugs. Mittels der bekannten Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und mittels ermittelter Querbeschleunigungen kann jedoch geschlossen werden, ob sich das Schienenfahrzeug in einer Kurve befindet, und welchen Kurvenradius die Kurve aufweist und/oder ob das Schienenfahrzeug schlingert und/oder ob das Schienenfahrzeug im Sinuslauf ist. Insbesondere wird erkannt, ob der Spurkranz eines Rads die Schienenflanke einer Schiene berührt. An acceleration sensor does not directly detect the position of the rail vehicle. By means of the known speed of the rail vehicle and by means of determined lateral accelerations, however, it can be concluded whether the rail vehicle is in a curve and which curve radius has the curve and / or whether the rail vehicle is slipping and / or if the rail vehicle is in sinusoidal running. In particular, it is detected whether the wheel flange of a wheel touches the rail edge of a rail.

Eine Auslenkungserkennung weist beispielsweise Sensoren auf, welche geeignet sind, den Abstand zwischen dem Spurkranz eines Rads und der entsprechend komplementären Flanke einer Schiene zu ermitteln.A deflection detection, for example, sensors, which are suitable to determine the distance between the wheel flange of a wheel and the corresponding complementary edge of a rail.

Um bei einer Kurvenfahrt ein Berühren des Spurkranzes des kurvenäußeren Rads mit der Flanke des kurvenäußeren Schiene des Gleises zu verhindern, wird das Schienenfahrzeug bereits vor dem Eingang in die Kurve in die Kurve gesteuert, insbesondere indem das kurvenäußere Rad mit einer größeren Drehzahl angetrieben wird, im Vergleich zum kurveninneren Rad. Das Verhältnis der Drehzahlen hängt insbesondere vom Kurvenradius ab. Ermöglicht wird dies durch das Erfassen der Position des Schienenfahrzeugs bezüglich des Gleises, insbesondere bezüglich des Kurveneingangs.In order to prevent a cornering touching the wheel rim of the outside wheel with the edge of the curve outer rail of the track, the rail vehicle is already controlled before the entrance to the curve in the curve, in particular by the outside wheel is driven at a higher speed, in the Comparison to the inside wheel. The ratio of the speeds depends in particular on the curve radius. This is made possible by detecting the position of the rail vehicle with respect to the track, in particular with respect to the curve input.

Ist der Verlauf des Gleises, insbesondere in Fahrtrichtung vor dem Schienenfahrzeug, insbesondere der Kurvenradius einer Kurve bekannt, werden die Motoren zum Antrieb der Räder entsprechend so angesteuert, dass die Räder gegebenenfalls mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden, um Querbeschleunigungen des Schienenfahrzeugs zu verringern oder gar zu eliminieren.If the course of the track, especially in the direction of travel in front of the rail vehicle, in particular the curve radius of a curve known, the motors are driven to drive the wheels accordingly so that the wheels are optionally driven at different speeds to reduce lateral acceleration of the rail vehicle or even to eliminate.

Um einen Eingang in eine Kurve zu erfassen, ist beispielsweise eine Gleismarkierung im oder am Gleis vorgesehen, beispielsweise ein Gleisleiter im Gleisbett, wie er aus der U-Bahn bekannt ist, welche Gleismarkierung ein Signal aussendet, welches von einem entsprechend ausgestalteten Empfänger des Schienenfahrzeugs erfasst wird. Gleismarkierungen umfassen insbesondere Sender eines elektromagnetischen, akustischen oder optischen Signals. Eine weitere Variante besteht darin, die Position des Schienenfahrzeugs mittels GPS zu erfassen. Der Verlauf des Gleises ist bekannt und im Schienenfahrzeug hinterlegt.In order to detect an entrance to a curve, for example, a track mark is provided in or on the track, for example, a track ladder in the track bed, as it is known from the subway, which track mark emits a signal which detected by a correspondingly designed receiver of the rail vehicle becomes. Track markers include in particular transmitters of an electromagnetic, acoustic or optical signal. Another variant is to detect the position of the rail vehicle by means of GPS. The course of the track is known and deposited in the rail vehicle.

Wird eine außermittige Position des Schienenfahrzeugs oder eine in Fahrtrichtung vor dem Schienenfahrzeug liegende Kurve mittels des Mittels zum Erfassen der Position des Schienenfahrzeugs bezüglich seines Gleises ermittelt, werden das erste und das zweite Rad in Abhängigkeit der ermittelten Position des Schienenfahrzeugs relativ zum Gleis angetrieben, insbesondere mit unterschiedlicher Drehzahl, um Querkräfte auf das Schienenfahrzeug oder Schlingern des Schienenfahrzeugs zu eliminieren oder zu reduzieren. In einer Kurve wird insbesondere das kurvenäußere Rad mit einer größeren Drehzahl angetrieben, als das Kurveninnere. Ist das erste Rad in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs links einer Mittellängsebene des Schienenfahrzeugs am Schienenfahrzeug angeordnet, und fährt das Schienenfahrzeug durch eine Rechtskurve, ist das erste Rad das kurvenäußere Rad. Die Drehzahlen hängen insbesondere vom Kurvenradius der Kurve ab, durch welche das Schienenfahrzeug fährt. Dabei können das erste und das zweite Rad bereits vor dem Befahren einer Kurve mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden, um die Einfahrt in die Kurve zu erleichtern und auftretende Querkräfte durch eine Berührung des Spurkranzes des kurvenäußeren Rads mit der Flanke der kurvenäußeren Schiene zu verhindern und zu verringern. Dabei wird die in Fahrtrichtung vor dem Schienenfahrzeug liegende Kurve vom Mittel zum Erfassen der Position des Schienenfahrzeugs relativ zum Gleis erfasst und der erste und der zweite Motor vom Steuerungsmittel entsprechend angesteuert.If an eccentric position of the rail vehicle or a curve lying in front of the rail vehicle in the direction of travel determined by means for detecting the position of the rail vehicle with respect to its track, the first and the second wheel are driven depending on the determined position of the rail vehicle relative to the track, in particular with different speed to eliminate or reduce lateral forces on the rail vehicle or rolling the rail vehicle. In a curve especially the outside wheel is driven at a higher speed than the inside of the curve. If the first wheel is arranged in the direction of travel of the rail vehicle to the left of a central longitudinal plane of the rail vehicle on the rail vehicle, and the rail vehicle travels through a right turn, the first wheel is the outside wheel. The speeds depend in particular on the curve radius of the curve through which the rail vehicle travels. In this case, the first and the second wheel can be driven before driving on a curve with different speeds to facilitate the entry into the curve and to prevent occurring lateral forces by touching the wheel flange of the outside wheel with the edge of the curve outer rail and reduce , The curve lying in front of the rail vehicle in the direction of travel is detected by the means for detecting the position of the rail vehicle relative to the track and the first and the second motor are controlled by the control means accordingly.

Alternativ werden das erste und das zweite Rad in Abhängigkeit von einer ermittelten Auslenkung des Schienenfahrzeugs aus einer mittigen Position Schienenfahrzeugs bezüglich des Gleises des Schienenfahrzeugs angetrieben. Auch diese außermittige Fahrlage wird insbesondere mittels des Mittels zum Erfassen der Position des Schienenfahrzeugs relativ zum Gleis erfasst.Alternatively, the first and second wheels are driven in response to a detected deflection of the rail vehicle from a central position of the rail vehicle with respect to the track of the rail vehicle. This eccentric driving position is detected in particular by means of the means for detecting the position of the rail vehicle relative to the track.

Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug weist fürderhin ein drittes und ein viertes Rad auf, welche koaxial zueinander von einem dritten und einem vierten Motor angetrieben werden. Das erste und das zweite Rad sind dabei an einem ersten Wagen des Schienenfahrzeugs angeordnet. Das dritte und vierte Rad sind an einem zweiten Wagen des Schienenfahrzeugs angeordnet. Der erste Wagen ist mit dem zweiten Wagen über ein Gelenk verbunden. Der dritte Motor ist über einen dritten Umrichter angesteuert, der vierte Motor ist entsprechend über einen vierten Umrichter angesteuert. Das erste, zweite, dritte und vierte Rad werden in Abhängigkeit ihres Abstandes zum Gelenk oder in Abhängigkeit eines Abstands einer Drehachse des Drehgestells zum Gelenk und in Abhängigkeit von einem Winkel zwischen einer Mittellängsebene des ersten Wagens und einer Mittellängsebene des zweiten Wagens angetrieben. Entsprechend weist das Schienenfahrzeug Mittel zum Erfassen des Winkels zwischen den Mittellängsebenen auf. Der Abstand gilt als bekannt. Der Winkel zwischen den Mittellängsebenen ist seinerseits wiederum abhängig vom Kurvenradius einer Kurve, in welcher sich das Schienenfahrzeug befindet. Ist der Kurvenradius und die Position des ersten und des zweiten Wagens relativ zum Gleis, insbesondere relativ zum Kurvenmittelpunkt, bekannt, lässt sich der Winkel zwischen den Mittellängsebenen somit auch errechnen.A railway vehicle according to the invention, furthermore, has a third and a fourth wheel, which are coaxially driven by a third and a fourth motor. The first and second wheels are arranged on a first carriage of the rail vehicle. The third and fourth wheels are arranged on a second car of the rail vehicle. The first car is connected to the second car via a joint. The third motor is controlled by a third inverter, the fourth motor is controlled accordingly via a fourth inverter. The first, second, third and fourth wheels are driven as a function of their distance to the hinge or in dependence on a distance of a rotational axis of the bogie to the joint and in dependence on an angle between a central longitudinal plane of the first carriage and a central longitudinal plane of the second carriage. Accordingly, the rail vehicle has means for detecting the angle between the central longitudinal planes. The distance is considered known. The angle between the central longitudinal planes in turn depends on the curve radius of a curve in which the rail vehicle located. If the radius of curvature and the position of the first and the second carriage relative to the track, in particular relative to the center of the curve, known, the angle between the central longitudinal planes can thus also be calculated.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Sie wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert, in denen jeweils ein Ausgestaltungsbeispiel dargestellt ist. Gleiche Elemente in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.The invention allows numerous embodiments. It will be explained in more detail with reference to the following figures, in each of which a design example is shown. Identical elements in the figures are provided with the same reference numerals.

1 zeigt schematisch ein Drehgestell eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs im Eingang einer Kurve, 1 shows schematically a bogie of a rail vehicle according to the invention in the entrance of a curve,

2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug mit zwei Wagen im Eingang einer Kurve. 2 schematically shows a railway vehicle according to the invention with two cars in the entrance of a curve.

In 1 ist ein Drehgestell eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs schematisch dargestellt. Das Drehgestell, und somit das Schienenfahrzeug, weist ein erstes Rad 1, ein zweites Rad 2, ein drittes Rad 3 und ein viertes Rad 4 auf. Das erste und dritte Rad 1 und 3 sind auf der linken, hier der kurvenäußeren Seite des Drehgestells und damit des Schienenfahrzeugs angeordnet, und das zweite und vierte Rad 2 und 4 sind auf der rechten und damit kurveninneren Seite des Drehgestells und damit des Schienenfahrzeugs angeordnet. Das erste und dritte Rad 1 und 3 liegen in einer ersten Ebene. Das zweite und vierte Rad 2 und 4 liegen in einer zur ersten Ebene parallelen, zweiten Ebene. Das erste und das zweite Rad 1 und 2 weisen eine gemeinsame Achse auf. Das dritte und das vierte Rad 3 und 4 sind ebenfalls koaxial zueinander angeordnet. Beide Achsen stehen hier jeweils senkrecht auf beiden Ebenen und verlaufen somit parallel zueinander.In 1 a bogie of a rail vehicle according to the invention is shown schematically. The bogie, and thus the rail vehicle, has a first wheel 1 , a second bike 2 , a third wheel 3 and a fourth wheel 4 on. The first and third wheel 1 and 3 are arranged on the left, here the outside of the bogie and thus of the rail vehicle, and the second and fourth wheel 2 and 4 are arranged on the right and thus inside the bend side of the bogie and thus the rail vehicle. The first and third wheel 1 and 3 lie in a first level. The second and fourth wheel 2 and 4 lie in a second plane parallel to the first plane. The first and second wheels 1 and 2 have a common axis. The third and the fourth wheel 3 and 4 are also arranged coaxially with each other. Both axes are each perpendicular to both planes and thus parallel to each other.

Weiterhin weist das Schienenfahrzeug zwei Motoren 5 und 6 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel außen am Drehgestell angeordnet sind. Der erste Motor 5 treibt zumindest das erste Rad 1 an. Hier werden das erste und das dritte Rad 1 und 3 vom ersten Motor 5 angetrieben. Der zweite Motor 6 treibt zumindest das zweite Rad 2, hier das zweite und das vierte Rad 2 und 4, an. Nicht dargestellt ist, dass die Motoren 5 und 6 mit verschiedenen Umrichtern verbunden sind und somit unabhängig voneinander ansteuerbar sind, so dass zumindest das erste und das zweite Rad 1 und 2 voneinander unabhängig antreibbar sind. Dadurch sind die linken Räder 1 und 3 mit einer höheren Drehzahl antreibbar, als die rechten Räder 2 und 4, oder umgekehrt. Wird eine Seite mit einer höheren Drehzahl angetrieben, so bewirkt dies eine Kurvenfahrt in die andere Richtung. Erfindungsgemäß wird dies für eine Kurvenfahrt des Schienenfahrzeugs genutzt.Furthermore, the rail vehicle has two engines 5 and 6 on, which are arranged outside of the bogie in this embodiment. The first engine 5 drives at least the first wheel 1 at. Here are the first and the third wheel 1 and 3 from the first engine 5 driven. The second engine 6 drives at least the second wheel 2 , here the second and the fourth wheel 2 and 4 , at. Not shown is that the engines 5 and 6 are connected to different converters and thus are independently controllable, so that at least the first and the second wheel 1 and 2 can be driven independently of each other. This causes the left wheels 1 and 3 drivable at a higher speed than the right wheels 2 and 4 , or the other way around. If one side is driven at a higher speed, this causes a cornering in the other direction. According to the invention this is used for cornering of the rail vehicle.

Erreicht ein Drehgestell aus dem Stand der Technik den Eingang einer Kurve, läuft es auf den äußeren Gleisbogen auf. Bei einer engen Kurve kann der Spurkranz des kurvenäußeren Rads auf die Flanke der kurvenäußeren Schiene des Gleises schlagen. Um dem entgegenzusteuern wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der erste Motor 5 so angesteuert, dass er das erste Rad 1, und gegebenenfalls das dritte Rad 3, schneller antreibt, so dass der äußere Gleisbogen schneller befahren wird, als der innere, kleinere Gleisbogen. Dies geschieht insbesondere bereits kurz vor dem Kurveneingang 7.If a bogie of the prior art reaches the entrance of a curve, it runs on the outer track arc. In a tight corner, the wheel flange of the outside wheel can hit the flank of the track on the outside of the track. To counteract this is in the present embodiment, the first motor 5 so driven that he is the first wheel 1 , and optionally the third wheel 3 , drives faster, so that the outer curve is faster than the inner, smaller curve. This happens in particular already shortly before entering the curve 7 ,

Der Eingang 7 der Kurve des Gleises des Schienenfahrzeugs wird erkannt, beispielsweise durch einen Signalgeber 8, welcher im Gleisbett fest angeordnet ist, und ein entsprechendes Signal an das Schienenfahrzeug sendet, beispielsweise bei der Überfahrt des Schienenfahrzeugs über den Signalgeber 8, und dieses Signal mittels eines dafür geeigneten Mittels des Schienenfahrzeugs empfangen und ausgewertet wird. Entsprechend dem Kurvenverlauf, insbesondere in Abhängigkeit von der Richtung der Kurve und vom Radius der Kurve, werden das erste und dritte Rad 1 und 3 vor dem Eingang der Kurve 7 mit einer höheren Drehzahl vom ersten Motor 5 angetrieben, als die Räder 2 und 4 vom zweiten Motor 6, so dass das Drehgestell eine Kurvenfahrt nach rechts, hier angedeutet durch den gekrümmten Pfeil, vollführt. So kann eine mittige Gleisfahrt des gewährleistet werden. Dieses Prinzip kann auch bei Schlingern zur Dämpfung des Schlingerns angewendet werden. Wird, beispielsweise mittels eines Beschleunigungssensors des Schienenfahrzeugs, ein Schlingern des Schienenfahrzeugs erkannt, werden die Motoren 5 und 6 so angesteuert, dass sie das Schienenfahrzeug zu einer Pendelfahrt anregen, welche dem Schlingern entgegenwirkt.The entrance 7 the curve of the track of the rail vehicle is detected, for example by a signal generator 8th , which is fixedly mounted in the track bed, and sends a corresponding signal to the rail vehicle, for example, when crossing the rail vehicle via the signal generator 8th , And this signal is received and evaluated by means of a suitable means of the rail vehicle. According to the curve, in particular depending on the direction of the curve and the radius of the curve, the first and third wheel 1 and 3 in front of the entrance of the bend 7 at a higher speed from the first motor 5 driven, as the wheels 2 and 4 from the second engine 6 , so that the bogie turns to the right, here indicated by the curved arrow performs. Thus, a central track of the guaranteed. This principle can also be used with slings to dampen the roll. If, for example by means of an acceleration sensor of the rail vehicle, a rolling of the rail vehicle detected, the engines 5 and 6 controlled so that they stimulate the rail vehicle to a shuttle ride, which counteracts the lurching.

2 veranschaulicht ein Schienenfahrzeug bestehend aus zwei Wagen 9 und 10, welche gelenkig miteinander verbunden sind. Würden der erste und der zweite Wagen 9 und 10 jeweils zwei erfindungsgemäße Drehgestelle, wie sie in 1 gezeigt sind, aufweisen und in der Kurve das erste, in Fahrtrichtung vordere Drehgestell des ersten Wagens, in Kurvenrichtung nach rechts zur kurveninneren Seite des Gleises gelenkt, wie es durch den oberen Pfeil angedeutet ist, würde der in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs hintere Teil des Schienenfahrzeugs mit dem zweiten Drehgestell nach links auf die kurvenäußere Seite des Gleises gedrückt. Gleichzeitig würden das Gelenk 11 zwischen den Wagen 9 und 10 und der vordere Teil mit dem in Fahrtrichtung vorne angeordneten Drehgestells des ersten Wagens nach links gedrückt, was durch die mittleren Pfeile angedeutet ist. Selbst bei optimaler Einfahrt des ersten Wagens 9 in die Kurve könnte es zu Querbeschleunigungen durch außermittige Auslenkungen der Drehgestelle des zweiten Wagens kommen. 2 illustrates a rail vehicle consisting of two cars 9 and 10 , which are hinged together. Would the first and the second car 9 and 10 two bogies according to the invention, as in 1 are shown and in the curve, the first, in the direction of travel front bogie of the first car, directed in the direction of the curve to the right side to the inside of the track, as indicated by the upper arrow, would be in the direction of travel of the rail vehicle rear part of the rail vehicle with The second bogie is pushed to the left on the outside of the track. At the same time, the joint would 11 between the cars 9 and 10 and pressed the front part with the front in the direction of travel bogie of the first car to the left, which is indicated by the middle arrows. Even with optimal entry of the first car 9 In the curve, it could lead to lateral acceleration by eccentric deflections of the bogies of the second car.

Dem wird durch eine entsprechende Ansteuerung der Motoren entgegengewirkt. So könnten die Räder so angetrieben werden, dass der erste Wagen vor dem Eingang in die Kurve bereits in Richtung der Kurve und der zweite Wagen entgegen der Richtung der Kurve aus der Gleismitte ausgelenkt sein, und beim Erreichen der Kurve wieder in die Gleismitte zurückgesteuert werden, um beim Kurvenausgang wiederum aus der Gleismitte ausgelenkt aus der Kurve zu fahren. Dadurch fährt das Schienenfahrzeug einen größeren Radius, vergleichbar mit der Ideallinie durch eine Kurve eines Straßenfahrzeugs.This is counteracted by a corresponding control of the motors. Thus, the wheels could be driven so that the first car in front of the entrance to the curve already in the direction of the curve and the second car against the direction of the curve to be deflected from the track center, and be returned to the track center when reaching the curve, in order to drive out of the track at the exit of the curve again from the track center. As a result, the rail vehicle travels a larger radius, comparable to the ideal line through a curve of a road vehicle.

Claims

Rail vehicle with a first wheel ( 1 ) and a second wheel ( 2 ) of an axle and a first motor ( 5 ) for driving the first wheel ( 1 ) and a second motor ( 6 ) for driving the second wheel ( 2 ), wherein it comprises a control means which is suitable for the first motor ( 5 ) and the second motor ( 6 ) in such a way that the first wheel ( 1 ) and the second wheel ( 2 ) are drivable at different speeds, wherein the control means comprises a first converter for driving the first motor ( 5 ) and a different from the first inverter, the second inverter for driving the second motor ( 6 ), characterized in that the rail vehicle comprises a first and a second carriage ( 9 . 10 ), which are interconnected via a joint, and that the rail vehicle has a third and a fourth wheel ( 3 . 4 ) a second axis, a third motor for driving the third wheel ( 3 ) and a fourth motor for driving the fourth wheel ( 4 ) and a third converter for driving the third motor and a fourth converter for driving the fourth motor, wherein the first and the second wheel ( 1 . 2 ) on the first car ( 9 ) and the third and fourth wheels ( 3 . 4 ) on the second car ( 10 ), the rail vehicle having means for detecting an angle between a central longitudinal plane of the first carriage ( 9 ) and a central longitudinal plane of the second carriage ( 10 ) for driving the first, second, third and fourth wheels ( 1 . 2 . 3 . 4 ) as a function of their distance from the joint and as a function of the angle between the central longitudinal plane of the first carriage ( 9 ) and the median longitudinal plane of the second carriage ( 10 ).

Rail vehicle according to claim 1, characterized in that it comprises means for detecting the position of the rail vehicle relative to the track of the rail vehicle.

Rail vehicle according to one of claims 1 or 2, characterized in that the means comprises an acceleration sensor for determining a transverse acceleration of the rail vehicle.

Rail vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the means comprises a deflection detection for determining an off-center position of the rail vehicle with respect to the track of the rail vehicle.

Method for operating a rail vehicle according to one of claims 1 to 4, wherein the rail vehicle has a first and a second carriage ( 9 . 10 ), which are connected to each other via a hinge, wherein the first and the second wheel ( 1 . 2 ) on the first car ( 9 ) and the third and fourth wheels ( 3 . 4 ) on the second car ( 10 ), characterized in that the first motor ( 5 ) and the second motor ( 6 ) are controlled by the control means such that the first wheel ( 1 ) and the second wheel ( 2 ) are driven at different speeds, and that the first wheel ( 1 ), the second wheel ( 2 ), the third wheel ( 3 ) and the fourth wheel ( 4 ) as a function of their distance from the joint and as a function of the angle between the central longitudinal plane of the first carriage ( 9 ) and the median longitudinal plane of the second carriage ( 10 ) are driven.

A method according to claim 5, characterized in that the position of the rail vehicle is determined relative to the track of the rail vehicle.

Method according to claim 6, characterized in that the first wheel ( 1 ) and the second wheel ( 2 ) and the third wheel ( 3 ) and the fourth wheel ( 4 ) are driven in dependence on the determined position of the rail vehicle relative to the track of the rail vehicle.

Method according to claim 7, characterized in that the first wheel ( 1 ) and the second wheel ( 2 ) and the third wheel ( 3 ) and the fourth wheel ( 4 ) are driven in response to a determined deflection of the rail vehicle from a central position of the rail vehicle with respect to the track of the rail vehicle.

Method according to claim 7, characterized in that the first wheel ( 1 ) and the second wheel ( 2 ) and the third wheel ( 3 ) and the fourth wheel ( 4 ) are driven as a function of a curve radius of a curve through which curve the rail vehicle travels.