DE1605083C3 - Luftfederung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfederung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit einer Niveauregeleinrichtung und einer kurvenabhängigen Steuerung der Höh'e der Federbälge, welche einen in Abhängigkeit von der Kurvenfahrt gesteuerten. Luft aus den kurveninneren zu den kurvenäußeren Luftfederbälgen fördernden Kompressor aufweist.

Es ist bereits eine Luftfederung der vorstehend angeführten Art Gegenstand eines älteren Rechts (DT-PS 14 55 101). Der Kompressor ist hierbei in Serie zu einem Absperrventil in eine Verbindungsleitung zwischen den auf den beiden Fahrzeugseiten verteilt angeordneten Luftfederbälgen eingeschaltet. Sein Antrieb erfolgt über einen Elektromotor, dessen Anlauf, Drehrichtung und Abschalten durch von einem im Fahrzeug angeordneten Pendel gesteuerte Kontakte überwacht ist. Das Absperrventil ist dabei nur bei laufendem Kompressor geöffnet. Das Pendel ist quer zur Fahrzeuglängsrichtung schwingend angeordnet; beim Auftreten von Fliehkräften schwingt es während Kurvenfahrten aus und bewirkt durch Einschalten und entsprechende Drehrichtung des Elektromotors über den Kompressor ein Hinüberpumpen von Luft aus den kurveninneren zu den kurvenäußeren Luftfederbälgen. Die Höhe der kurveninneren Luftfederbälge nimmt dabei ab und diejenige der kurvenäußeren Luftfederbälge zu; der Fahrzeugkasten wird dadurch zur Kurveninnenseite hin geneigt. Der Kompressor fördert dabei so lange Luft, bis entweder die Hochachse des Wagenkastens sich in eine zur Pendelrichtung parallele Lage eingestellt hat oder bis Endschalter bei maximaler Neigung des Wagenkastens eine weitere Luftförderung unterbinden. Diese Luftfederung ist jedoch mit folgenden Mängeln behaftet:

Der Elektromotor mit Kompressor muß nach einer Kurveneinfahrt und einem Ausschwingen des Pendels unter Last anlaufen. Der Kompressor erreicht also erst einige Zeit nach dem Einlaufen des Schienenfahrzeuges in eine Kurve seine Sollfördermenge. Dementsprechend verzögert setzt auch das Neigen des Fahrzeugkastens zur Kurveninnenseite hin ein. Um die Verzögerung auszugleichen, muß der Kompressor eine große Förderleistung aufweisen, damit er in möglichst kurzer

Zeit nach seinem Anlaufen den Fahrzeugkasten in der gewünschten Weise zu neigen vermag. Der Elektromotor muß dementsprechend groß gewählt werden und weist eine entsprechend hohe Stromaufnahme auf. Während der Zeitspanne, die von der Kurveneinfahrt des Fahrzeuges bis zur gewünschten Neigung des Fahrzeugkastens nach der Kurveninnenseite hin vergeht, wirkt auf die Fahrzeuginsassen eine zur Fahrzeugaußenseite hin gerichtete Fliehkraft.

Bei der Kurvenausfahrt sinkt die auf das Pendel einwirkende Fliehkraft ab; falls zuvor die Neigungsbegrenzung für den Fahrzeugkasten wirksam war, behält das Pendel anfänglich seine ausgelenkte Lage bei. Da das von den Luftfedern auf den Fahrzeugkasten ausgeübte Kippmoment infolgedessen konstant bleibt, die auf den Fahrzeugkasten einwirkende Fliehkraft jedoch abnimmt, bleibt der Fahrzeugkasten in unerwünschter Weise zur Innenseite der durchfahrenen Kurve hin weiter geneigt. Unter dem Einfluß dieser bleibenden Neigung und der weiteren Abnahme der Fliehkraft kehrt das Pendel aus seiner ausgeschwungenen Lage in seine Mittellage zurück.

Während dieser Vorgänge erfolgt jedoch noch kein Wiederaufrichten des Fahrzeugkastens. Erst wenn unter der anhaltenden Neigung des Fahrzeugkastens das Pendel in zur vorigen umgekehrter Richtung ausschwingt, vermag es den Kompressor derart einzuschalten, daß Luft von den kurvenäußeren zu den kurveninneren Luftfederbälgen gepumpt wird. Hierbei tritt jedoch wiederum die Anlaufverzögerung des Kompressors auf. Durch das Rückpumpen der Luft wird ein Wiederaufrichten des Fahrzeugkastens bewirkt.

Es ist also festzustellen, daß auf die Fahrzeuginsassen, auf weiche infolge der Neigungsbegrenzung des Fahrzeugkastens während der Kurvenfahrt ein bestimmter, zur kurvenäußeren Wagenseite hin gerichteter Fliehkraftanteil fühlbar wirksam war, infolge der bei Kurvenausfahrt noch immer bestehenden Neigung des Fahrzeugkastens ein Kraftwechsel eintritt,.derart, daß sie während der Kurvenausfahrt bis zum Wiederaufrichten des Fahrzeugkastens eine zur kurveninneren Fahrzeugseite hin gerichtete Kraft verspüren. Dieser Kraftwechsel wird als äußerst lästig empfunden. Weiterhin muß das Pendel eine gewisse Ansprechverzögerung bzw. Dämpfung erhalten, um bei kurzzeitiger Seitenbeschleunigungen des Fahrzeuges, wie sie durch Fahrstöße oder bei Schienenfahrzeugen durch deren Sinuslauf in der Geraden bedingt sein können, ein Ansprechen zu vermeiden. Hierdurch wird die Steuerung der Neigung des Wagenkastens weiter verzögert.

Aus der FR-PS 13 46 273 ist bereits auch eine hydraulische Einrichtung zum Stabilisieren von Schienenfahrzeugen bekannt, welche zusätzlich zu einer Fahrzeugfederung vorgesehen werden kann und demgemäß keine Niveauregeleinrichtung aufweist Bei der bekannten Einrichtung ist eine ständig von einer Fahrzeugachswelle angetriebene Druckmittelpumpe vorgesehen, in deren Ansaug- und Druckleitung Schaltventile angeordnet sind, welche während einer Geradeausfahrt unabhängig von der Förderrichtung der Pumpe die Druckleitung drucklos halten.

Während Kurvenfahrten wird in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Drehgestelle in der Druckleitung ein Druckaufbau ermöglicht und dieser Druck bestimmten Zylinderräumen der doppeltwirkend ausgebildeten Neigungszylinder zugeführt, während die andersseitigen Zylinderräume in den ölsumpf entleert werden. Die Druckmittelpumpe muß hierbei aus dem unter Atmosphärendruck stehenden ölsumpf in die einen Überdruck aufweisende Druckleitung fördern, und nur dieser Überdruck ergibt an den Kolben der Neigungszylinder die den Wagenkasten neigenden Kräfte. Eine entsprechende Anordnung bei ständig unter Überdruck stehenden Luftfedersystemen würde zu unnötigem Energieverbrauch durch Abblasen von Druckluft in die Atmosphäre führen. Außerdem ist die bekannte Einrichtung mit dem Mangel behaftet, daß die Steuerung nicht die Fahrgeschwindigkeit, mit welcher das Fahrzeug in die Kurve einfährt, berücksichtigt: Bei langsamer und bei schneller Kurvenfahrt ergeben sich die gleichen Drehwinkel am Drehgestell. Da die Größe der auf das Fahrzeug einwirkenden Fliehkraft jedoch von der Fahrgeschwindigkeit abhängig ist, ergibt sich eine prinzipiell unbefriedigende Funktionsweise.

Aus vielen Druckschriften sind auch bereits Luftfederungen für Fahrzeuge bekannt, bei welchen zusätzlich zu einer Niveausteuerung ein in Querrichtung des Fahrzeuges schwingendes Pendel vorgesehen ist, welches die Druckluftzu- und abführung für die beidseitigen Luftfederbälge eines Fahrzeuges derart steuert, daß während Kurvenfahrten der Druck im kurvenäußeren Luftfederbalg durch Einspeisen von Druckluft aus einer Druckluftquelle erhöht, im kurveninneren Luftfederbalg durch Abblasen von Druckluft in die Atmosphäre erniedrigt wird. Diese Luftfederungen weisen jedoch infolge der Verwendung einer Pendelsteuerung prinzipiell ebenfalls die vorstehend erläuterten Mängel auf; außerdem verursachen sie einen sehr großen Druckluft- und damit Energieverbrauch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfederung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche stets eine unverzögerte und genaue Anpassung der Neigung des Wagenkastens an den jeweils durchfahrenen Kurvenabschnitt ermöglicht, welche nur einen geringen Druckluft- und damit Energieverbrauch aufweist und welche nur einen kleinen Kompressor benötigt.

Diese Aufgabe wird für eine Luftfederung der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in der Ansaug- und der Druckleitung des zumindest bei höheren Fahrgeschwindigkeiten ständig laufenden Kompressors Schaltventile vorgesehen sind, welche während einer Geradeausfahrt beide Leitungen mit der Atmosphäre und während Kurvenfahrten bei Auftreten einer Drehwinkelbeschleunigung des Fahrzeuges um seine Vertikalachse, die jeweils auf der in Wirkungsrichtung der Drehwinkelbeschleunigung liegenden Seite, bezogen auf die Fahrzeugstirnwand, angeordneten Luftfederbälge mit der Ansaug- und die andersseitigen Luftfederbälge mit der Druckleitung verbinden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Luftfederung läßt sich nach der weiteren Fortbildung der Erfindung dadurch erzielen, daß die Schaltventile als Zweiwegeventile ausgebildet sind, von welchen jeweils zwei in Serie in die Verbindung der Ansaug- bzw. Druckleitung zur Atmosphäre eingeschaltet sind, wobei der Abzweiganschluß des jeweils dem Kompressor näher liegenden Zweiwegeventils in der einen der genannten Verbindungen gemeinsam mit dem Abzweiganschluß des dem Kompressor entfernter liegenden Zweiwegeventils in der anderen Verbindung an die auf einer Fahrzeugseite angeordneten Luftfederbälge angeschlossen sind und daß fernerhin die dem Kompressor in den genannten Verbindungen jeweils näher bzw. entfernter liegenden Zweiwegeventile gemeinsam schaltbar sind. Bei diesem Aufbau der Luftfederung werden

vier Zweiwegeventile zum pneumatischen Anschluß des Kompressors benötigt.

In Abänderung von der vorgeschriebenen Ausführung kann nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal eine lediglich einfache Absperrventile benötigende Luftfederung geschaffen werden, wenn die als Absperrventile ausgebildeten Schaltventile in voneinander getrennten Verbindungen der Ansaug- und Druckleitung zu den Luftfederbälgen beider Fahrzeugseiten und zur Atmosphäre angeordnet sind.

Für Luftfederungen, wobei den Luftfederbälgen jeder Fahrzeugseite eine gesonderte Niveauregeleinrichtung zugeordnet ist, ist es nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung zum Vermeiden einer ungewollten Rücksteuerung bei durch die kurvenabhängige Steuerung schräg gestelltem Wagenkasten mittels der Niveauregeleinrichtungen zweckmäßig, beide Niveauregeleinrichtungen mit Absperreinrichtungen zu versehen, welche nur während einer Geradeausfahrt eine Druckregelung in den Luftfederbälgen durch die Niveauregeleinrichtungen ermöglichen, während Kurvenfahrten jedoch die Niveauregeleinrichtungen stillegen.

Eine günstige Ausgestaltung einer derart ausgerüsteten Luftfederung läßt sich nach einer weiteren Gestaltung der' Erfindung dadurch erreichen, daß die Ab-Sperreinrichtungen als in Verbindungen von Niveauregelventilen der Niveauregeleinrichtungen zu den Luftfederbälgen eingeordnete, während Kurvenfahrten geschlossene Absperrventile ausgebildet sind.

Die in der Praxis verwendeten Luftfederbälge tragen häufig die Eigenheit, ein mit ihrer Höhe nicht linear ansteigendes Füllungsvolumen aufzuweisen. Weiterhin sind beim Inbetriebsetzen der kurvenabhängigen Steuerung zuvor entleerte Druckluftleitungen mit Druckluft aus den Luftfederbälgen zu füllen. Schließlich weist auch der Kompressor über seine Kurbelgehäuseentlüftung einen Luftverlust der von ihm geförderten Luft auf. Aus allen diesen Gründen ergibt sich beim Ansprechen der kurvenabhängigen Steuerung eine Änderung der Höhenlage der Drehachse, um welche der Fahrzeugkasten unter dem Einfluß der beidseitigen Luftfederbälge gedreht wird. Zum Vermeiden dieser ungewollten Änderung der Höhenlage ist es nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung zweckmäßig, eine dritte Niveauregeleinrichtung vorzusehen, welche in Abhängigkeit von der Höhenlage der den Drehungen -des Wagenkastens unter dem Einfluß der beidseitigen Luftfederbälge zugeordneten Drehachse gesteuert nur während Kurvenfahrten den Druck in den jeweils kurvenäußeren Luftfederbälgen zu steuern vermag. so

Eine günstige Ausgestaltung erhält dabei die Luftfederung nach der Erfindung, wenn die dritte Niveauregeleinrichtung ein Niveauregelventil aufweist, dessen Ausgangsanschlüsse über je ein in Abhängigkeit von den Kurvenfahrten und der Kurvenrichtung gesteuertes Absperrventil mit den Luftfederbälgen beider Fahrzeugseiten verbunden sind.

Um das Ansprechen und die Funktionsweise der kurvenabhängigen Steuerung entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges zu beeinflussen, also mit wachsender Fahrgeschwindigkeit eine anwachsende Funktionsgeschwindigkeit der kurvenabhängigen Steuerung zu erzielen, ist es naheliegend, den Kompressor von einer Fahrzeugachswelle anzutreiben. Um hierbei während niedrigen Fahrgeschwindigkeiten, bei welchen die kurvenabhängige Steuerung nicht benötigt wird, den Kompressor zu schonen und Antriebsleistung einzusparen, ist es nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorteilhaft, wenn zwischen den Kompressor und die Fahrzeugachswelle eine nur bei höherer Fahrgeschwindigkeit geschlossene Kupplung eingeschaltet ist.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäß ausgestalteten Luftfederung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 den Aufbau einer Ausführung der Luftfederung;

F i g. 2 verdeutlicht an Hand von Diagrammen die Funktionsweise der Luftfederung und

F i g. 3 stellt ein geändertes Ausführungsbeispiel der Luftfederung dar. ·

Nach F i g. 1 sind die Luftfederbälge 1 bzw. 2, die an den beiden Seiten eines Fahrzeuges angeordnet sind, über je eine Rohrleitung 3 bzw. 4 und ein als Magnetventil ausgebildetes Absperrventil 5 bzw. 6 mit einem Niveauregelventil 7 bzw. 8 verbunden. Die am abgefederten Fahrzeugteil angeordneten Niveauregelventile 7 und 8 weisen Hebel 9 bzw. 10 auf, die in nicht dargestellter, üblicher Weise an nicht abgefederten Fahrzeugteilen angelenkt sind. Die an der dem jeweils zugeordneten Luftfederbalg 1 bzw. 2 entsprechenden Fahrzeugseite angeordneten Niveauregelventile 7 und 8 weisen je eine Entlüftung 11 bzw. 12 und über eine Rohrleitung 13 eine Verbindung zu einer nicht dargestellten Druckluftquelle auf.

Jedes Niveauregelventil 7 bzw. 8 steuert bei zu niedriger Höhe "des ihm zugeordneten Luftfederbalges 1 bzw. 2 in diesen durch entsprechendes Verdrehen des Hebels 9 bzw. 10 Druckluft aus der Rohrleitung 13 bei geöffnetem Absperrventil 5 bzw. 6 durch die Rohrleitung 3 bzw. 4 ein. Bei zu großer Höhe der Luftfederbälge 1 bzw. 2 lassen die Niveauregelventile 7 bzw. 8 durch entsprechendes Verdrehen der Hebel 9 bzw. 10 bei geöffneten Absperrventilen 5 und 6 Druckluft durch die Entlüftung 11 bzw. 12 in die Atmosphäre entweichen. Die Niveauregelventile 7 und 8 suchen also die Höhe der Luftfederbälge 1 und 2 konstant zu halten.

Weiterhin sind die Luftfederbälge 1 und 2 über je eine Rohrleitung 14 bzw. 15 mit einem Abzweiganschluß 16 bzw. 17 zweier als Magnetventile ausgebildeter Zweiwegeventile 18 bzw. 19, den Abzweiganschlüssen 20 bzw. 21 zweier ebenfalls als Magnetventile ausgebildeter Zweiwegeventile 22 bzw. 23 und je einem als Magnetventil ausgebildeten Absperrventil 24 bzw. 25 verbunden. Der Eingangsanschluß 26 des Zweiwegeventils 23 ist mit der Ansaugleitung 27 eines Kompressors 28 verbunden. Die Druckleitung 29 des Kompressors 28 führt zum Eingangsanschluß 30 des Zweiwegeventiis 22. Die Ausgangsanschlüsse 31 bzw. 32 der beiden Zweiwegeventile 22 und 23 sind über Rohrleitungen 33 bzw. 34 mit den Eingangsanschlüssen 35 bzw. 36 der beiden Zweiwegeventile 19 und 18 verbunden. Die Ausgangsanschlüsse 37 und 38 der beiden Zweiwegeventile 18 und 19 münden in die Atmosphäre.

Von den Absperrventilen 24 und 25 führen Rohrleitungen 39 und 40 zu Ausgangsanschlüssen 41 und 42 eines dritten Niveauregelventils 43. Das aus der Rohrleitung 13 über eine Zweigleitung 44 mit Druckluft versorgte Niveauregelventil 43 ist annähernd in der Mittellängsebene des Fahrzeuges angeordnet, so daß es nur von Höhenänderungen der Längsdrehachse des Wagenkastens, nicht aber von dessen Drehbewegungen um diese Längsdrehachse beeinflußt wird. Die Ausgangsanschlüsse 41 und 42 können im Niveauregelventil 43 pneumatisch miteinander verbunden sein.

Der Antrieb des Kompressors 28 erfolgt unter Zwi-

chenschaltung einer Kupplung 45 von einem Fahrzeugrad 46. Die Kupplung 45 ist in nicht dargestellter -Veise fahrgeschwindigkeitsabhängig gesteuert, derart, laß sie nur bei eine bestimmte Geschwindigkeitsgrenze ibersteigenden Fahrgeschwindigkeiten des Fahrzeuges;. geschlossen, sonst geöffnet ist.

Die Spulen der Absperrventile 5 und 6 sind gemeinsam an eine elektrische Steuerleitung 47 angeschlossen. Die Spulen der Zweiwegeventile 18 und 19 sind durch oine Steuerleitung 48 und die Spulen der Zweiwegeventile 22 und 23 durch eine Steuerleitung 49 miteinander verbunden. Die Spulen der Absperrventile 24 und 25 sind über gesonderte Steuerleitungen 50 bzw. 51 erregbar. Im unerregten Zustand verbinden alle Zweiwegeventile 18, 19, 22 und 23 ihre Eingangsanschlüsse 36, 35, 30 und 26 mit ihren Ausgangsanschlüssen 37, 38, 31 und 32. Die Absperrventile 5 und 6 sind im unerregten Zustand geöffnet und die Absperrventile 24 und 25 im unerregten Zustand geschlossen.

Die Steuerleitungen 47, 48, 49, 50 und 51 führen zu einem in seinem Aufbau nicht näher dargestellten Steuergerät 52. Das Steuergerät 52 kann auf Drehbewegungen und Drehbeschleunigungen des Fahrzeuges um seine Vertikalachse ansprechende Meßgeräte, auf die Neigung des Fahrzeugkastens ansprechende Meßgeräte und/oder Einrichtungen aufweisen, welche durch an der vom Fahrzeug zu durchfahrenden Strecke aufgestellte Signalgeber betätigt werden. Es überwacht die Verbindung der Steuerleitungen 47 bis 51 mit einer Spannungsquelle in der aus F i g. 2 ersichtlichen, nachfolgend beschriebenen Weise.

In F i g. 2 ist bei A der Verlauf einer vom Fahrzeug in einer Zeit / mit konstanter Geschwindigkeit zu durchfahrenden Strecke angegeben. Dabei bedeuten G\ einen geraden Streckenabschnitt, Ür\ einen Übergangsbogen zu einer Rechtskurve, R einen Rechtsbogen, ÜR2 einen Übergangsbogen am Ausgang der Rechtskurve, Gi ein gerades Streckenstück, Ül\ einen Übergangsbogen zu einer Linkskurve, Leinen Linksbogen, Uli einen Übergangsbogen am Ausgang der Linkskurve und Gz einen nachfolgenden, geraden Streckenabschnitt. Beim Durchfahren dieses Streckenabschnittes treten am Fahrzeug die bei B dargestellten Drehgeschwindigkeiten und die bei C dargestellten Drehwinkelbeschleunigungen um die Vertikalachse des Fahrzeuges auf. Die Drehgeschwindigkeit ω des Fahrzeuges steigt also beim Einlauf in die Rechtskurve mit konstanter Drehwinkelbeschleunigung ω' an, behält während des Durchfahrens des Rechtsbogens bei verschwindender Drehwinkelbeschleunigung ω' einen maximalen Wert bei und sinkt sodann während der Ausfahrt aus der Rechtskurve unter konstanter, zur vorigen umgekehrt wirkender Drehwinkelbeschleunigung ω' bis zum Eintritt in den geraden Streckenabschnitt G2 wieder auf den Wert Null ab.

Bei der Durchfahrt durch die Linkskurve wiederholen sich die vorstehend geschilderten Vorgänge in umgekehrter Richtung. Falls das Fahrzeug den Streckenabschnitt nach A in umgekehrter Richtung, also von rechts nach links rückwärts durchfährt, so treten am Fahrzeug die gleichen Drehwinkelbeschleunigungen ω' wie bei der zuvor beschriebenen Fahrt auf. Die Drehwinkelgeschwindigkeit ω jedoch weist, wie bei B gestrichelt angegeben, eine umgekehrte Drehrichtung auf. Das Steuergerät 52 ist derart ausgelegt, daß es bei Auftreten einer Drehgeschwindigkeit ω am Fahrzeug die Steuerleitung 47 für die Zeitdauer des Vorhandenseins der Drehgeschwindigkeit an eine Spannungsquelle anschließt. Zusammen mit der Steuerleitung 47 schließt es je nach der Richtung der Drehgeschwindigkeit die Steuerleitung 50 oder 51 an die Spannungsquelle an.

Unter der Voraussetzung, daß in Fahrtrichtung gesehen der Luftfederbalg 1 auf der linken und der Luftfederbalg 2 auf der rechten Fahrzeugseite angeordnet ist, verbindet das Steuergerät 52 in einer Rechtskurve die Steuerleitung 50 und in einer Linkskurve die Steuerleitung 51 mit der Spannungsquelle. Das Steuergerät 52 gibt also beim Durchfahren der bei A angegebenen Strecke in die Steuerleitung 47 und jeweils eine der Steuerleitungen 50 oder 51 die in F i g. 2 bei D angegebenen Steuersignale Sn ab. Beim Auftreten von Drehwinkelbeschleunigungen ω' verbindet das Steuergerät 52 für deren Zeitdauer in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Fahrzeuges die eine oder andere der beiden Steuerleitungen 48 und 49 mit der Spannungsqüelle.

Unter den vorstehend erwähnten Bedingungen verbindet es bei der Einfahrt in eine Rechtskurve die Steuerleitung 49, beim Ausfahren aus der Rechtskurve dagegen die Steuerleitung 48, beim Einfahren in eine Linkskurve ebenfalls die Steuerleitung 48 und beim Ausfahren aus der Linkskurve wiederum die Steuerleitung 49 mit der Spannungsquelle und gibt damit Kommandos zum Rechts- bzw. Linksneigen des Wagenkastens. Es gibt also, wie bei D in Fig.2 angedeutet, Steuersignale 5« zum Rechtsneigen und Sl zum Linksneigen des Wagenkastens ab. Bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges vertauscht, wie bei D gestrichelt angedeutet, das Steuergerät 52 die Rechts- und Links-Neigesignale.

Bei der Luftfederung nach F i g. 1 sind entsprechend den vorstehenden Erläuterungen während einer Geradeausfahrt sämtliche Steuerleitungen 47 bis 51 spannungslos. Die Zweiwegeventile 18,23,22 und 19 verbinden demgemäß die Ansaugleitung 27 und die Druckleitung 29 des Kompressors 28 mit der Atmosphäre. Die Absperrventile 5 und 6 sind geöffnet und die Absperrventile 24 und 25 geschlossen. Die Drucksteuerung in den Luftfederbälgen 1 und 2 erfolgt daher ausschließlich durch die Niveauregelventile 7 und 8. Das Niveauregelventil 43 ist wirkungslos.

Sobald das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit und damit vom Fahrzeugrad 46 angetriebenem Kompressor 28 in den Übergangsbogen zu einer Rechtskurve einfährt, werden vom Steuergerät 52 die Steuerleitungen 47, 49 und 50 mit der Spannungsquelle verbunden. Die Absperrventile 5 und 6 schließen sich, die Zweiwegeventile 23 und 22 werden umgeschaltet und das Absperrventil 24 öffnet sich. Die Niveauregelventile 7 und 8 werden also von den Luftfederbälgen 1 und 2 abgetrennt, und der Kompressor 28 beginnt praktisch verzögerungsfrei aus dem Luftfederbalg 2 durch die Rohrleitung 15, das Zweiwegeventil 23 und die Ansaugleitung 27 Luft anzusaugen und durch die Druckleitung 29, das Zweiwegeventil 22 und die Rohrleitung 14 in den Luftfederbalg 1 zu fördern. Die Höhe des Luftfederbalges 2 wird also verkleinert und diejenige des Luftfederbalges 1 vergrößert. Der Wagenkasten wird daher nach rechts geneigt.

Sobald eine maximale Neigung des Wagenkastens erreicht ist oder die Drehwinkelbeschleunigung ω' zu Null wird, trennt das Steuergerät 52 die Steuerleitung 49 wieder von der Spannungsquelle ab. Es wird dann keine Luft vom Luftfederbalg 2 zum Luftfederbalg 1 mehr gefördert, da die Ansaug- und die Druckleitung 27 und 29 wieder mit der Atmosphäre verbunden sind.

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Die augenblicklich erreichte Neigung des Wagenkastens bleibt also erhalten. Infolge des durch die mit der Höhe der Luftfederbälge 1 und 2 nicht linear sich ändernden Volumens der Luftfederbälge und durch die Füllung der zuvor drucklosen Rohrleitungen mit Druckluft sowie infolge der Leckverluste des Kompressors 28 tritt im allgemeinen während des Kippvorganges des Fahrzeugkastens eine Absenkung der Höhenlage der Drehachse, um welche der Wagenkasten gekippt wird, ein. Bei dieser Absenkung wird das Niveauregelventil 43 geöffnet und speist aus der Rohrleitung 44 in die Rohrleitungen 39 und 40 Druckluft ein. Über das geöffnete Absperrventil 24 strömt die Druckluft aus der Rohrleitung 39 durch die Rohrleitung 14 in den Luftfederbalg 1 ein, bis die Drehachse des Wagenkastens wieder auf ihre Sollhöhe angehoben ist. Sodann schließt sich das Niveauregelventil 43 wieder. Beim weiteren Durchfahren des eine konstante Krümmung aufweisenden Rechtsbogens bleiben die Absperrventile 5 und 6 geschlossen, und das Absperrventil 24 bleibt geöffnet.

Beim Ausfahren aus der Rechtskurve verbindet das Steuergerät 52 sofort bei Auftreten einer Drehwinkelbeschleunigung ω', die zur Drehwinkelbeschleunigung bei der Einfahrt in die Rechtskurve in umgekehrter Richtung wirksam ist, die Steuerleitung 48 mit der Spannungsquelle. Die Steuerleitungen 47 und 50 bleiben mit der Spannungsquelle verbunden. Die Zweiwegeventile 18 und 19 schalten daher um und verbinden die Luftfederbälge 1 und 2 über die Rohrleitungen 14 bzw. 15, die Rohrleitungen 34 bzw. 33 und die Zweiwegeventile 23 bzw. 22 mit der Ansaugleitung 27 bzw. der Druckleitung 29 des Kompressors 28. Der Kompressor 28 saugt daher Luft aus dem Luftfederbalg 1 an und fördert sie in den Luftfederbalg 2. Das Fahrzeug wird daher wieder aufgerichtet. Sobald das Fahrzeug voll aufgerichtet ist und die Winkelbeschleunigung ω' am Übergang zur geraden Fahrstrecke verschwindet, trennt das Steuergerät 52 alle Steuerleitungen 47, 48 und 50 von der Spannungsquelle ab. Damit ist der Ausgangszustand wieder erreicht und die Niveausteuerung des Fahrzeuges erfolgt über die wieder geöffneten Absperrventile 5 und 6 durch die Niveauregelventile 7 und 8. Durch Schließen des Absperrventils 24 wird das Niveauregelventil 43 wieder stillgelegt.

Beim Einfahren in eine Linkskurve schließt das Steuergerät 52 beim Auftreten einer Drehwinkelbeschleunigung ω' die Steuerleitungen 47, 48 und 51 an die Spannungsquelle an. Die Zweiwegeventile 18 und 19 werden daher geschaltet und verbinden die Ansaugleitung 27 mit dem Luftfederbalg 1 und die Druckleitung 29 mit dem Luftfederbalg 2. Der Kompressor 28 fördert daher Luft aus dem Luftfederbalg 1 in den Luftfederbalg 2 und bewirkt ein Kippen des Wagenkastens nach links. Zugleich werden die Absperrventile 5 und 6 geschlossen und das Absperrventil 25 geöffnet.

Sobald der Übergangsbogen durchfahren und der Bogenabschnitt mit konstanter Linkskrümmung oder eine maximale Neigung des Fahrzeugkastens erreicht ist, trennt das Steuergerät 52 die Steuerleitung 48 von der Spannungsquelle ab. Die Zweiwegeventile 18 und 19 schalten daher zurück und unterbrechen die Luftförderung vom Luftfederbalg 1 zum Luftfederbalg 2. Falls am Wagenkasten eine Absenkung dessen waagrechter Längsdrehachse eingetreten ist, wird das Niveauregelventil 43 geöffnet und speist aus der Rohrleitung 44 durch die Rohrleitung 40, das geöffnete Absperrventil 25 und die Rohrleitung 15 Druckluft in den Luftfederbalg 2 ein, bis die Drehachse ihre Sollhöhe wieder erreicht hat. Die Niveauregelventile 7 und 8 sind infolge der geschlossenen Absperrventile 5 und 6 während dieser Vorgänge wirkungslos.

Wenn zu Beginn der Ausfahrt aus der Linkskurve wieder eine Drehwinkelbeschleunigung o/ auftritt, schließt die Steuereinrichtung 52 die Steuerleitung 49 an die Spannungsquelie an und schaltet damit die Zweiwegeventile 22 und 23 Der Kompressor 28 fördert dann Luft aus dem Luftfederbalg 2 durch die Rohrleitung 15, das Zweiwegeventil 23, die Ansaugleitung 27, die Druckleitung 29, das Zweiwegeventil 22 und die Rohrleitung 14 in den Luftfederbalg 1, bis der Wagenkasten wieder voll aufgerichtet oder der gerade Strekkenabschnitt erreicht ist und das Steuergerät'52 daher alle Steuerleitungen 47, 49 und 51 von der Spannungsquelle abtrennt. Damit ist ebenfalls wieder der Ausgangszustand erreicht.

Die Fördermenge des Kompressors 28 wird zweckmäßig derart gewählt, daß er bei unterschiedlichen Antriebs- und damit Fahrgeschwindigkeiten jeweils während der Zeitdauer des Durchfahrens eines Übergangsbogens die zum entsprechenden Neigen des Fahrzeugkastens erforderliche Luft aus dem einen in den anderen Luftfederbalg fördert.

Bei der Ausführung der Luftfederung nach F i g. 3 ist der Luftfederbalg 1 über die Rohrleitung 14 an Stelle der Zweiwegeventile mit einfachen, als Magnetventile ausgebildeten Absperrventilen 53 und 54 verbunden.

Die Rohrleitung 15 führt in gleicher Weise vom Luftfederbalg 2 zu Absperrventilen 55 und 56. Die Absperrventile 53 und 55 sind andererseits durch eine Rohrleitung 57 miteinander verbunden und an die Druckleitung 29 des Kompressors 28 angeschlossen. Die Ab-Sperrventile 54 und 56 sind andererseits ebenfalls durch eine Rohrleitung 58 miteinander verbunden und an die Ansaugleitung 27 des Kompressors 28 angeschlossen. Zwischen die Ansaug- und Druckleitung 27 bzw. 29 und die Atmosphäre ist je ein als einfaches Absperrventil 59 bzw. 60 ausgebildetes Magnetventil eingeordnet. Die Absperrventile 53 und 56 sind gemeinsam an die elektrische Steuerleitung 49 und die Absperrventile 54 und 55 gemeinsam an die Steuerleitung 48 angeschlossen. Von beiden Steuerleitungen 48 und 49 führt eine Abzweigung über je eine Diode 61 bzw. 62 zu einer mit den Spulen der Absperrventile 59 und 60 verbundenen Steuerleitung 63. Im übrigen, nicht dargestellten Aufbau entspricht die Luftfederung nach F i g. 3 derjenigen nach F i g. 1. Die Absperrventile 53, 54, 55 und 56 sind im unerregten Zustand geschlossen, und die Absperrventile 59 und 60 sind im unerregten Zustand geöffnet.

Falls beide Steuerleitungen 48 und 49 spannungslos sind, verbindet das Absperrventil 59 die Ansaugleitung 27 und das Absperrventil 60 die Druckleitung 29 mit der Atmosphäre. Der Kompressor 28 saugt also von der Atmosphäre an und fördert in diese. Falls die Steuerleitung 49 spannungsführend ist, werden die Absperrventile 53, 56 sowie über die Diode 61 die Absperrventile 59 und 60 erregt. Die Absperrventile 53 und 56 öffnen und die Absperrventile 59 und 60 schließen sich. Der Kompressor 28 saugt dann also aus dem Luftfederbalg 2 durch die Rohrleitung 15, das geöffnete Absperrventil 56, die Rohrleitung 58 und die von der Atmosphäre durch das geschlossene Absperrventil 59 abgetrennte Ansaugleitung 27 Luft an und fördert sie durch die Druckleitung 29, die Rohrleitung 57, das geöffnete Absperrventil 53 und die Rohrleitung 14 in den Luftfederbalg 1. Daml·. wird ein Rechtsneigen des Wa-

gcnkastens bewirkt.

Falls bei spannungsloser Steuerleitung 49 die Steuerleitung 48 an die Spannungsquelle angeschlossen wird, werden die Absperrventile 55,54 und über die Diode 62 die Absperrventile 59 und 60 erregt. Der Kompressor 28 saugt dann aus dem Luftfederbalg 1 über das geöffnete Absperrventil 54, die Rohrleitung 58 und die Ansaugleitung 27 Luft an und fördert sie durch die Druckleitung 29, die Rohrleitung 57 und das geöffnete Absperrventil 55 in den Luftfederbalg 2; damit wird ein

Linksneigen des Wagenkastens bewirkt. Die beiden Dioden 61 und 62 verhindern einen Spannungsübergang von einer zur anderen der Steuerleitungen 48 oder 49, wenn eine dieser beiden Steuerleitungen 48 und 49 unter Spannung gesetzt wird. Die übrige Funktionsweise der Luftfederung nach F i g. 3 entspricht derjenigen nach F i g. 1 und braucht daher nicht wiederholt zu werden.

Schutz wird nur für die Gesamtkombination aller im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale beansprucht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Luftfederung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit einer Niveauregeleinrichtung und einer kurvenabhängigen Steuerung der Höhe der Federbälge, welche einen in Abhängigkeit von der Kurvenfahrt gesteuerten, Luft aus den kurveninneren zu den kurvenäußeren Luftfederbälgen fördernden Kompressor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ansaug- und der Druckleitung (27 und 29) des zumindest bei höheren Fahrgeschwindigkeiten ständig laufenden Kompressors (28) Schaltventile (22 bzw. 23) vorgesehen sind, welche während einer Geradeausfahrt beide Leitungen (27 und 29) mit der Atmosphäre und während Kurvenfahrten bei Auftreten einer Drehwinkelbeschleunigung (ω') des Fahrzeuges um seine Vertikalachse, die jeweils auf der in Wirkungsrichtung der Drehwinkelbeschleunigung liegenden Seite, bezogen auf die Fahrzeugstirnwand, angeordneten Luftfederbälge (1 bzw. 2) mit der Ansaug- (27) und die anderseitigen Luftfederbälge (2 bzw. 1) mit der Druckleitung (29) verbinden.

2. Lüftfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltventile als Zweiwegeventile (18, 19, 22 und 23) ausgebildet sind, von welchen jeweils zwei in Serie in die Verbindung der Ansaug- bzw. Druckleitung (27) bzw. 29) zur Atmosphäre eingeschaltet sind, wobei der Abzweiganschluß (20 bzw. 21) des jeweils dem Kompressor (28) näher liegenden Zweiwegeventils (22 bzw. 23) in der einen der genannten Verbindungen gemeinsam mit dem Abzweiganschluß (16 bzw. 17) des dem Kompressor (28) entfernter liegenden Zweiwegeventils (18 bzw. 19) in der anderen Verbindung an die auf einer Fahrzeugseite angeordneten Luftfederbälge (1 bzw. 2) angeschlossen ist.

3. Luftfederung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Kompressor (28) in den genannten Verbindungen jeweils näher bzw. entfernter liegenden Zweiwegeventile (22, 23 bzw. 18,19) gemeinsam schaltbar sind.

4. Luftfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Absperrventile (53, 54, 55, 56,59 und 60) ausgebildeten Schaltventile in voneinander getrennten Verbindungen der Ansaug- und Druckleitung (27 und 29) zu den Luftfederbälgen (1 und 2) beider Fahrzeugseiten und zur Atmosphäre angeordnet sind.

5. Luftfederung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, wobei den Luftfederbälgen jeder Fahrzeugseite eine gesonderte Niveauregeleinrichtung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß beide Niveauregeleinrichtungen mit Absperreinrichtungen versehen sind, welche nur während einer Geradeausfahrt eine Druckregelung in den Luftfederbälgen (1 und 2) durch die Niveauregeleinrichtungen ermöglichen, während Kurvenfahrten jedoch die Niveauregeleinrichtungen stillegen.

6. Luftfederung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtungen als in Verbindungen von Niveauregelventilen (7 und 8) der Niveauregeleinrichtungen zu den Luftfederbälgen (1 und 2) eingeordnete, während Kurvenfahrten geschlossene Absperrventile (5 und 6) ausgebildet sind.

7. Luftfederung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6,

dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Niveauregeleinrichtung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von der Höhenlage der den Drehungen des Wagenkastens unter dem Einfluß der beidseitigen Luftfederbälge (1 und 2) zugeordneten Drehachse gesteuert nur während Kurvenfahrten den Druck in den jeweils kurvenäußeren Luftfederbälgen zu steuern vermag.

8. Luftfederung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Niveauregeleinrichtung ein Niveauregelventil (43) aufweist, dessen Ausgangsanschlüsse (41 und 42) über je ein in Abhängigkeit von den Kurvenfahrten und der Kurvenrichtung gesteuertes Absperrventil (24 bzw. 25) mit den Luftfederbälgen (1 bzw. 2) beider Fahrzeug,-seiten verbunden sind.

9. Luftfederung nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kompressor (28) und die Fahrzeugachswelle eine nur bei höherer Fahrgeschwindigkeit geschlossene Kupplung (45) eingeschaltet ist.