DE1605836B - Einrichtung zum Steuern der Neigung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Eisenbahnwagens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Steuern der Neigung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Eisenbahnwagens, die einen mit der Aufhängung des Wagenkastens gekoppelten Detektor zur Registrierung einer Seitenbeschleunigung und zur Ausführung einer Kippbewegung quer zur Fährtrichtung zwei seitlich angeordnete, linear wirkende hydraulische Verstellzylinder aufweist, von denen entweder die Kolbenstange oder das Zylindergehäuse am Rahmen des Fahrgestells bzw. an einem Querträger befestigt ist. ·

Die Geschwindigkeit von Eisenbahnwagen ist wegen der Zentrifugalbeschleunigung in Kurven durch die Neigung der Schienen in den Kurven begrenzt.

Nun kann die Neigung der Kurven nicht beliebig groß sein, da die Kurve auch mit niedrigen Geschwindigkeit durchfahren werden soll und die Eisenbahnwagen auch in der Kurve halten können müssen, ohne daß Gefahr des Umkippens besteht. Es sind daher bereits Vorrichtungen bekannt, mit denen der Wagenkasten eines Eisenbahnwagens abhängig von de*m Grad der Zentrifugalbeschleunigung geneigt werden kann, um diese auszugleichen.

Es ist bekannt, den Wagenkasten eines Eisenbahnwagens mit Hilfe zweier Verstellzylinder um seine Längsachse gegenüber dem Fahrgestell zur einen oder anderen Seite hin zu verschwenken. Es ist ferner bekannt, als Verstellzylinder zum Verschwenken eines Wagenkastens eines Eisenbahnwagens in Abhängigkeit von einer gemessenen Seitenbeschleunigung doppelt wirkende symmetrische Verstellzylinder vorzusehen, wobei deren obere Kammer jeweils mit der unteren Kammer des Verstellzylinders auf der anderen Fahrzeugseite verbunden ist.

Für eine federnde Aufhängung eines Wagenkastens ah einem Fahrgestell ist bekannt, hydraulische Pufferanordnungen vorzusehen. Hierzu ist bereits bekannt, als hydraulische Pufferanordnungen asymmetrische hydraulische Verstellzylinder vorzusehen, deren obere Kammer jeweils mit der unteren Kammer des Verstellzylinders auf der anderen Fahrzeugseite verbunden ist. Bei einer Vorrichtung zum Verhüten des Schlingerns eines Fahrzeugs ist schließlich bekannt, die Verstellzylinder in Abhängigkeit von der Neigung einer Radachse mit einem Druckmittel zu beaufschlagen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Steuern der Neigung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Eisenbahnwagens, zu schaffen, mit der nicht nur Zentrifugalbeschleunigungen entgegengewirkt werden kann, sondern die auch bei Normallage des Fahrzeugs eine vertikale Ausrichtung gewährleistet.

Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die obere Kammer jedes Verstellzylinders jeweils mit einer weiteren hydraulischen Kammer verbunden ist, deren Volumen in Abhängigkeit von einer Vertikalbewegung des Querträgers veränderbar und deren Wirkungsquerschnitt gleich dem der oberen Kammer des Verstellzylinders ist, so daß bei einer Vertikalbewegung des Querträgers zwei konstante Volumina vorhanden sind, .und der Querträger durch Vergrößern des einen und durch Verringern des anderen der beiden Volumina der Kammer durch Anschluß an zwei unterschiedliche Hydraulikdrücke kippbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden in einfacher¹ Weise^: mit einem nur geringen Aufwand für die hydraulische Anordnung zwei Funktionen kombiniert, nämlich Kippen des Wagenkastens in Abhängigkeit von einer vom Fühler gemessenen Seitenbeschleunigung und Ausrichten des Fahrzeuges in der Normallage.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Einrichtung gemäß der Erfindung mit doppelt wirkenden symmetrischen Verstellzylindern;

F i g. 2 zeigt eine Einrichtung gemäß der Erfindung mit einfach wirkenden, asymmetrischen Verstellzylindern.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind an dem Rahmen 1 des Fahrgestells zwei hydraulischpneumatische Zylinder 5 und 5' mit ihren Kolbenstangen befestigt, deren obere Kammern mit Dämpfern 6 bzw. 6' verbunden sind, die ihrerseits mit hydraulischen Speichern 4 bzw. 4' in Verbindung stehen. Die Gehäuse der Zylinder 5 und 5' sind mit einem Querträger 47 verbunden, durch den der nicht dargestellte Wagenkasten eines Eisenbahnwagens getragen wird. Eine hydraulische Druckquelle 40 ist mit den Zylindern 5 und 5' über Leitungen 41 und 42 verbunden, die je nach Gleichgewichtslage des Wagenkastens Druckzufuhrleitung oder Rückführleitung sind.

Eine Hydraulikpumpe konstanten Drucks 43 ist mit einem proportional wirkenden Servoverteilerventil 34 verbunden. Ein Seitenbeschleunigungsdetektor 19 registriert Seitenbeschleunigungen des Wagenkastens. Sein Ausgangssignal wird von einem Verstärker 20 verstärkt und auf das Ventil 34 gegeben. Das Ventil 34 steuert zwei gleiche linear wirkende hydraulische Stellmotoren 44 und 44' symmetrischer Bauart, d. h. mit durchgehender Kolbenstange 45 bzw. 45'. Jeweils ein Ende der Kolbenstangen 45 und 45' ist am Rahmen 1 des Fahrgestells befestigt, während die Zylindergehäuse 46 und 46' mit dem Querträger 47 verbunden sind. Die Verstellzylinder 44 und 44' sind bezüglich der Längsachse des Fahrgestells symmetrisch angeordnet und befinden sich in der vertikalen Ebene, die durch die Achsen der Stellmotoren 5 und 5' definiert wird.

Die obere Kammer des Verstellzylinders 44 ist über eine Leitung 48 mit der unteren Kammer des anderen Verstellzylinders 44' verbunden. Die untere Kammer des Verstellzylinders 44 ist über eine Leirung 48' mit der oberen Kammer des Verstellzylinders 44' verbunden. Da die Wirkungsquerschnitte der miteinander verbundenen Kammern der Verstellzylinder 44 und 44' einander gleich sind, sind somit zwei konstante Volumina vorhanden, unabhängig von der vertikalen Bewegung des Querträgers 47. Anders ausgedrückt, durch die Bildung dieser konstanten Volumina wird eine horizontale Stabilisierung des Querträgers 47 erzielt.

Wird vom Detektor 19 eine Beschleunigung festgestellt, steuert das verstärkte Signal das Ventil 34, über das dann über die Leitungen 49 oder 49' in die Leitungen 48 bzw. 48' eine bestimmte Menge Druckmittel eingespeist wird, und zwar derart, daß eines der Volumina, die durch die Kammern der miteinander verbundenen Verstellzylinder 44 und 44' gebildet werden, vergrößert und das andere um denselben Betrag verkleinert wird. Dadurch erfolgt eine Kippbewegung des Querträgers 47 und somit des Eisenbahnwagens, die einem Kippen des Wagenkastens infolge der Zentrifugalkraft entgegenwirkt. Dadurch, daß jede der Leitungen 48 und 48' mit einem Akkumulator 50 bzw. 50' entsprechenden Volumens verbunden ist, wird dem Querträger 47 eine gewisse Elastizität in bezug auf Rollbewegungen verliehen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Verstellzylinder 44 und 44' einfach wirkende, asymmetrische Verstellzylinder, also mit einfacher Kolbenstange. Ihr Wirkungsquerschnitt ist gleich dem ringförmigen Querschnitt der unteren Kammer der hydraulischen Zylinder 5,5'. Die oberen Kammern der Verstellzylinder 44 und 44' sind über die Leitungen 48 bzw. 48' mit den unteren Kammern der Zylinder 5 bzw. 5' verbunden. Wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden dadurch wiederum zwei konstante Volumina gebildet, die eine Stabilisierung des Querträgers 47 in der Horizontalen oder auch in einer zur Horizontalen geneigten Ebene bewirken. Im letzteren Fall haben die beiden Volumina einen unterschiedlichen Wert.

An geeigneten Stellen der beschriebenen hydraulischen Anordnung können Elemente wie Klappen, gesteuerte Klappen, Elektroschütze und dergleichen angeordnet werden, um im Fall eines Versagens der Detektorsteuerung oder der Druckzufuhr gewisse wesentliche Elemente (z. B. die Verstellzylinder der Aufhängung) auszuschalten. Diese zusätzlichen Elemente können von Hand oder automatisch in Abhängigkeit von Detektoren, wie z. B. genau eingestellten Druckschaltern gesteuert werden. Die Signale dieser Detektoren können unter Umständen wiederholt und auf andere Fahrgestelle des gleichen Zugs oder zur Betätigung einer Alarmvorrichtung auf die Lokomotive (oder auf beide) übertragen werden.

Das oben erwähnte Servoverteilerventil 34 kann elektrisch oder mechanisch oder auf irgendeine andere Weise betätigt werden, je nach der Art der Detektoren, die für die Höhenkorrektur und den Neigungsausgleich bestimmt sind. Es ist außerdem möglich, die von den Detektoren auf das Servoverteilerventil 34 übertragenen Signale zu verstärken oder umzuwandeln, wenn die Signale nicht stark genug sind oder wenn man sie von einer Signalart auf die andere übertragen möchte (z. B. Umwandlung von mechanischen Signalen in elektrische).

Die Ansprüche 2 und 3 gelten nur in Verbindung mit Anspruch 1 als echte Unteransprüche.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Steuern der Neigung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Eisenbahnwagens, die einen mit der Aufhängung des Wagenkastens gekoppelten Detektor zur Registrierung einer Seitenbeschleunigung und zur Ausführung einer Kippbewegung quer zur Fahrtrichtung zwei seitlich angeordnete, linear wirkende hydraulische Verstellzylinder aufweist, von denen entweder die Kolbenstange oder das Zylindergehäuse am Rahmen des Fahrgestells bzw. an einem Querträger befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kammer jedes Verstell-Zylinders (44, 44') jeweils mit einer weiteren hydraulischen Kammer verbunden ist, deren Volumen in Abhängigkeit von einer Vertikalbewegung des Querträgers (47) veränderbar und deren Wirkungsquerschnitt gleich dem der oberen Kammer des Verstellzylinders ist, so daß bei einer Vertikalbewegung des Querträgers zwei konstante Volumina vorhanden sind und der Querträger durch Vergrößern des einen und durch Verringern des anderen der beiden Volumina der Kammer durch Anschluß an zwei unterschiedliche Hydraulikdrücke kippbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstellzylinder doppel- und symmetrisch wirkende Verstellzylinder (44, 44') sind, deren obere Kammer jeweils mit der unteren Kammer des Verstellzylinders auf der anderen Fahrzeugseite verbunden ist (F i g. 1).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Aufhängung am Querträger mit Hilfe von hydraulischen Zylindern erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstellzylinder (44, 44') asymmetrische, einfach wirkende Verstellzylinder sind, wobei die hydraulische Kammer jeweils von der unteren Zylinderkammer des hydraulischen Zylinders (5 bzw. 5') gebildet wird und der Wirkungsquerschnitt der Verstellzylinder gleich dem Wirkungsquerschnitt der unteren Zylinderkammer der zur Aufhängung dienenden Zylinder (5 bzw. 5') ist und die obere Kammer der Verstellzylinder jeweils mit der unteren' Kammer eines der zur Aufhängung dienenden Zylinder auf der anderen Fahrzeugseite verbunden ist (F i g. 2).

50