Höhenregelvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge,
COMPAGNIE DES FREINS ET SIGNAUX WESTINGHOUSE PARIS - FRANKREICH Die vorliegende
Erfindung betrifft eine Höhenregelvorrichtung fur Fahrzeuge insbesondere Schienenfahrzeuge,
mit mindestens je einer einer Fahrgestellseite zugeordneten Druckluftfeder, mit
deren Hilfe der wagenkasten am Fahrge stell abgestutzt ist und mit einem fest am
Wagenkasten angeordneten Steuerventil9 dessen am Fahrgestell angelenktes und in
Bezug auf den Steuerventilkorper verschiebbares Steuerorgan in Abhängigkeit der
Höhenlage des wagenkastens zum Fahr=-gestell die entsprechende Druckluftfeder mit
eier Druckluft quelle oder der Atmosphäre verbindet oder diese beiden Ver bindungen
unterbricht Diese bekannte Höhenregelvorrichtung an Schienenfahrzeugen soll beim
Durchfahren eines Gleisbogens mit oder ohne überhöhtem Aussengleis der entsprechenden
Zentrifugalkraft
die die Fahrzeuge nach aussen zu neigen trachtet,
entgegenwirken, derart dass die durch die Zentrifugalkraft starker zusammengedruckte
D.ruckluftfeder an der Aussenschiene des Gleisbogens mit der Druckluftquelle und
die durch die Zentrifugalkraft entlastete, an der Innenschiene des Gleisbogens liegende
Druckluftfeder in entsprechendem Ausmasse zur Atmosphäre entlüftet wird, Damit eine
solche Höhenregelvorrichtung den Ausgleich aller auf den Wagenkasten wirkenden Kräfte
sicherstellt und durch Veranderung der Federlånge bzw. -druckes den Wagen kasten
in Bezug auf das Fahrgestell in Normallage hält bzw, die Neigung des Wagenkastens
beim Durchfahren eines Gleisbogens verhindert, müssen die Beaufschlagung der an
der Aussenschiene des Gleisbogens liegenden Druckluftfeder und die Entlüftungs der
an der Innenschiene liegenden Druckluftfeder wåhrend der Durchfahrt des Übergangsstückes
zwischen der geraden Gleisstrecke und dem Gleisbogen fehlerfrei und sehr rasch erfolgen,
Die bekannte Höhenregelvorrichtung eingangs erwähnter Bauart kann diesen Ansprüchen
nicht entsprechen, denn die dazu nötige Empfindlichkeit der Vorricntung zwingt kurzhü
bige Ein- und Auslassventile mit geringen Durchströmquerschnitten zu verwenden2
was wiederum lange Beaufschlagungs-und Entlüftungszeiten der Druckluftfedern mit
sich bringt sodass die Höhenregelvorrichtung zumindest bei schnell fahrenden Zügen
zu langsam anspricht, Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile und hat
die Aufgabe eine Höhenregelvorrichtung zu schaffen, die schnell und genau die Fahrlage
des Wagenkastens beim Einfahren in den Gleisbogen, wahrer:d des Durchfahrens und
beim
Verlassen des Gleisbogens schnell und genau in entsprechender
Weise korrigiert und dabei den vollen Komfort der Fahrgäste gewährleistet, Bei einer
Höhenregelvorrichtung der eingangs erwähnten Art für Schienenfahrzeuge wird diese
Aufgabe erfindungsge mäss dadurch gelöst, dass in der Höhenregelvorrichtung zwischen
dem Steuerventil und der diesem zugeordneten Druckluftfeder ein Ventil grossen Durchströmquerschnitts
eingeschaltet ist dessen Betätigungsorgan druckmassig einerseits mit dem,Steuerventil
und andererseits mit der Druckluftfeder in Verbindung steht. und mit einem Doppelventilteller
zusammenwirkt, von dem der eine Ventilteller in einer Verbind dung zwischen der
Druckluftquelle und der Druckluftfeder und der andere Ventilteller in einer Verbindung
zwischen der Druckluftfeder und der Atmosphäre angeordnet ist, Demzufolge wird die
Fahr lage des Wagenkastens nach Uberschreiten eines bestimmten Schräglagenwerts
des Wagenkastens der den normalen Unregelmässigkeiten des Schienenwegs Rechnung
trägt, rasch und ohne Schlingern des Wagenkastens in die Normallage bezogen auf
das Fahrgestell zurückgeführt, Weitere Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit
der Zeichnung ersichtlich: In dieser zeigt die einzige Figur in Seitenansicht einen
schematischen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemässe Hohenregelvorrichtug,
Die Höhenregelvorrichtung weis im Wesentlichen ein in Abhängigkeit der Neigung des
Fahrzeuc-kastens 4 zum Fahrgesteil 27 ansprechendes Steuerventil 1 und ein Ventil
grossen
Durchstromquerschnitts 2 auf, die beide einer Druckluftfeder
3 zugeordnet sind, die am Ende einer Radachse oder allgemein gesagt, an der Seite
eines Fahrgestells vorgesehen ist, Das Steuerventil 1 ist fest am Wagenkasten 4
angeordnet und über eine Leitung 5 mit einer Druckluftquelle 28 über eine Steuerleitung
6 mit dem Ventil grossen Durchstromquerschnitts 2 und uber eine Leitung 7 mit der
Atmosphäre verbunden, Das Steuerventil 1 ist durch eine Trennwand in zwei Kammern
8 und 9 unterteilt, die über eine in der Trennwand vorgesehene Drosselbohrung 10
standig miteinander in Verbindung stehen Die Kammern 8 und 9 sind durch eine-Wand
L1 begrenzt, in der zwei Offnungen vorgesehen sind, die die Ventilsitze für in Schliessrichtung
federbelastete Ventilteller 12 und 13 bilden, Die Auslasskammer 8 steht bei geluftetem
Ventilteller 12 mit der Atmosphäre (bei 7) und die Einlasskammer 9 steht bei gelüftetem
Ventilteller 13 mit der Druckluftquelle 28 in Verbindung, Die Ventilteller 12 und
13 sind in Offnungsrichtung durch entsprechende Stössel betätigbar, die mit einem
Steuerorgan-bzw, -schi eber 14 des Steuerventils 1 zusammenwirken ; dieses Steuerorgan
ist im Ventilkörper bzw, am Wagenkasten geführt und an seinem unteren Ende 14a am
Fahrgestell 2. vorzugsweise in einer durch die Druckluftfederachse gehende und zur
Wagenkastenlängsseite parallele Ebene angelenkt, Das Ventil grossen Durchströmquerschnitts
2 weist vier zueinander axial angeordnete Kammern 15, 16, 17 und 18 auf, Die obere
Endkammer 15 steht über die Leitung 5 unmittelbar mit der Druckluftquelle 28 in
Verbindung ; eine Öffnung in einer Trennwand 19 zwischen oberer Endkammer 15 und
oberer
Zwischenkammer 16 bildet den Ventilsitz für den oberen Ven
tilteller 20 eines Doppelventilellers 20, 21, dessen unterer Ventilteller 21 mittels
einer Stange am oberen Ventil teller 20 befestigt ist Die obere Zwischenkammer 16
steht ständig einerseits mit der Druckluftfeder 3 und über eine in einer Trennwand
23 zwischen oberer und unterer Zwischenkammer (16 bzw 17) vorgesehene Drosselbohrung
22 mit der unteren Zwischenkammerl7 in Verbindung. In der Trennwand 23 ebenso wie
im die Kammer 18 begrenzenden Unterteil des Ventilkörpers des Ventils 2 ist eir
an seinen beiden Enden offenes Entlüftungsrohr 24 dichtend geführt,dessen Steuermembran
bzw -kolben 25 die untere Zwischenkammer 17 von der unteren Endkammer 18 dichtend
trennt, in die die Steuerleia tung 6 einmündet Das obere Ende des Entlüftungsrohres
24 bildet einen Ventilsitz fur den unteren Ventilteller 21 des Doppelventiltellers
20, 21, während das untere Ende nach aussen in die Atmosphäre einmündet. Height control device for vehicles, especially rail vehicles,
COMPAGNIE DES FREINS ET SIGNAUX WESTINGHOUSE PARIS - FRANCE The present
The invention relates to a height control device for vehicles, in particular rail vehicles,
with at least one compressed air spring assigned to each side of the chassis, with
whose help the car body on the chassis is trimmed and fixed with a
Car body arranged control valve9 which is articulated on the chassis and in
Relation to the control valve body displaceable control member depending on the
Height of the car body to the chassis with the corresponding compressed air spring
A compressed air source or the atmosphere connects or both of these connections
interrupts this known height control device on rail vehicles is intended when
Driving through a curved track with or without an elevated outside track on the corresponding track
Centrifugal force
which tries to lean the vehicles outwards,
counteract, so that the more strongly compressed by the centrifugal force
D. Compressed air spring on the outer rail of the curved track with the compressed air source and
the one relieved by the centrifugal force, lying on the inner rail of the curved track
Compressed air spring is vented to the atmosphere to the appropriate extent, so that a
Such a height control device compensates for all forces acting on the car body
and by changing the spring length or pressure, the car body
with respect to the chassis in the normal position or the inclination of the car body
when driving through a curved track prevented the application of the to
the outer rail of the curved track lying compressed air spring and the ventilation of the
The compressed air spring lying on the inner rail during the passage of the transition piece
take place between the straight track and the curved track without errors and very quickly,
The known height control device of the type mentioned at the beginning can meet these claims
do not correspond, because the necessary sensitivity of the Vorrintung forces shorthü
Use big inlet and outlet valves with small flow cross-sections 2
which in turn results in long pressurization and ventilation times for the compressed air springs
so brings the height control device at least for fast moving trains
responds too slowly. The present invention avoids and has these disadvantages
the task of creating a height control device that quickly and accurately adjusts the driving position
of the car body when entering the curved track, truer: d of driving through and
at the
Leaving the curved track quickly and accurately in the appropriate
Corrected in a manner that ensures full passenger comfort
Height control device of the type mentioned for rail vehicles is this
The object according to the invention is achieved in that in the height control device between
the control valve and the compressed air spring assigned to it, a valve with a large flow cross-section
its actuating element is switched on in terms of pressure on the one hand with the control valve
and on the other hand is in communication with the compressed air spring. and with a double valve disk
cooperates, of which one valve disc in a connection between the
Compressed air source and the compressed air spring and the other valve disc in a connection
is placed between the air spring and the atmosphere, consequently the
Driving position of the car body after exceeding a certain inclination value
of the car body that accounts for the normal irregularities of the railroad
carries, quickly and without lurching the car body based on the normal position
the chassis is returned, further advantages of the subject matter of the invention are
from the following description of an exemplary embodiment in connection with
The drawing can be seen: In this, the single figure shows a side view
schematic vertical section through the height control device according to the invention,
The height control device essentially depends on the inclination of the
Fahrzeuc-kastens 4 to the chassis 27 responsive control valve 1 and a valve
huge
Flow cross-section 2, both of which are a compressed air spring
3 are assigned to the end of a wheel axle or, generally speaking, to the side
a chassis is provided, the control valve 1 is fixed to the car body 4
arranged and via a line 5 to a compressed air source 28 via a control line
6 with the valve of large flow cross-section 2 and via a line 7 with the
Atmosphere connected, the control valve 1 is divided into two chambers by a partition
8 and 9, which are divided via a throttle bore 10 provided in the partition wall
are constantly connected to each other The chambers 8 and 9 are through a wall
L1 limited, in which two openings are provided that the valve seats for in the closing direction
Form spring-loaded valve plates 12 and 13, the outlet chamber 8 is in the ventilated
Valve disk 12 with the atmosphere (at 7) and the inlet chamber 9 is vented
Valve disk 13 with the compressed air source 28 in connection, the valve disk 12 and
13 can be actuated in the opening direction by corresponding plungers, which with a
Control organ- or -schi eber 14 of the control valve 1 cooperate; this controller
is guided in the valve body or on the car body and at its lower end 14a on
Chassis 2. preferably in a through the compressed air spring axis and to
Long side of the car body articulated parallel plane, the valve with a large flow cross-section
2 has four axially arranged chambers 15, 16, 17 and 18, the upper one
The end chamber 15 is connected directly to the compressed air source 28 via the line 5
Link ; an opening in a partition 19 between the upper end chamber 15 and
upper
Intermediate chamber 16 forms the valve seat for the upper ven
tilt plate 20 of a double valve plate 20, 21, the lower valve plate 21 by means of
The upper intermediate chamber 16 is attached to a rod on the upper valve head 20
is constantly on the one hand with the compressed air spring 3 and one in a partition
23 between the upper and lower intermediate chamber (16 or 17) provided throttle bore
22 with the lower Zwischenkammerl7 in connection. In the partition 23 as well as
in the lower part of the valve body of the valve 2 delimiting the chamber 18, there is eir
at both ends of the open vent pipe 24 out sealing, the control membrane
or piston 25 sealing the lower intermediate chamber 17 from the lower end chamber 18
separates, into which the Steuerleia device 6 opens The upper end of the vent pipe
24 forms a valve seat for the lower valve disk 21 of the double valve disk
20, 21, while the lower end opens out into the atmosphere.
Weiters weist die Höhenregelvorrichtung ein Zeit bzw Verzögerungsorgan
auf, das ein Ansprechen des Ventils grossen Durchströmungsquerschnitts 2 verhindert,
wenn die Wagenkastenaufhängung kurz dauernde Auswirkungen der Fahrwegunregelmässigkeiten
abfängt, die zur bei Weichen gegeben, sind Dieses Zeit- bzw Verzögerungsorgan ist
in vorteilhafter Weise dem Steuerventil 1 dder dem Vertil grossen Durchströmungsquerschnitts
2 zugeordnet. Im ersteren Fall wird das Zeitorgan beispielsweise durch mindestens
eine Feder gebildet, die zwischen Steuerorgan 14 und der am Fahrgestell 27 angelenkten
Verbindungsstange 14a eingebaut ist Die durch Fahrwegungsregelmässigkeiten hervorgerufenen
Auswirkungen kur-7er Dauer und geringer Amplitude, die nur ein schwaches Aus
schlagen
der Verbindungsstange 14a nach sich ziehen, werden daher nicht auf das Steuerventil
1 ü-t-ertragen. Das Zeitorgan kann auch durch einen Zusatzbehälter 26 gebildet werden,
der standig mit der Steuerleitung in Verbindung steht ; einkurzzeitiges Offnen des
Ventiltellers i3 bewirkt dabei keinen ausreichenden Druckanstieg in der unteren
Endkammer 18 Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Höhenregelvorrichtung ist
wie folgt Sobald ein Fahrzeug in einen Gleisboden einfährt, neigt sich der Wagenkasten
4 in Bezug auf den C-leisbogenmittelpunkt nach aussen sodass das Steuerorgan 14
bezüglich des fest mit dem Wagenkasten 4 verbundenen Steuerventils verschoben wird
Dabei treten, 3e nachdem ob es sich um die Höhenregelvorrichtung auf der dem Gleitbogenmittelpunkt
zu-bzw abgewandten Seite handelt, zwei verschiedene Falle auf Bei der dem Gleisbogenmittelpunkt
zugewandten Höhenregelvorrichtung wird das Steuerorgan 14 i Bezug auf den Wagenkasten
4 nach unten verschoben sodass der Ventilteller 12 offnet und die untere Zwischenkammer
18 im Ventil 2 über die Steuerleitung 6, die Kammer 9, die Bohrung 10, die Kammer
8,den geöffneten Ventilteller 12 und die Leitung 7 zur Atmosphäre entlüftet wird,
Der in der oberen Zwischenkammer 17 überhandnehmende Druck verschiebt daher das
Entlüftrungsrohr 24 nach unten. sodass sich das obere Ende des Rohres 24 vom unteren
Ventilteller 21 abhebt und die Druckluftfeder 3 zur Atmosphare entlüftet Dabei bleibt
der obere Ventikteller 20 geschlossen. Der Druckabbau in der Druckluftfeder 3 bewirkt
eine Verkürzung der Federlänge, sodass der Wagen kasten in Richtung zum Gleisbogenmittelpunkt
zurücks chwenkt und eine Relativbewegung des Steuerorgans 14 zum Steuerventil
1
nach oben bewirkt, wodurch der Ventilteller 12 schliesst. Über die Drosselbohrung
22 wird auch die untere Zwischenkammer 17 zur Atmosphäre entlüftet, sodass der in
dieser Kammer herrschende Druck demDruck in der unteren Endkammer 18 angeglichen
wird Demzufolge verschiebt sich das Entlüftungsronr 24 nach oben und schliesst mit
Hilfe des Ventiltellers 21 die obere Zwischenkammer gegenüber der Atmosphäre ab
und offnet gegebenenfalls kurzzeitig den oberen Ventilteller 20, bis i. der Druckluftfeder
ein dem Druck in der Kammer 18 entsprechender Druck herrscht Bei der dem Gleisbogenmittelpunkt
abgewandten Höhenregelvorrichtung wird das Steuerorgan relativ zum Steuerventil
1 nach oben verschoben, sodass der Ventilteller 13 angehoben und Druckluft von der
Druckluftquelie 28 uber die Rohrleitung 5, Kammer 9 und Steuerleitung 6 in die untere
Endkammer 18 strömt, Dabei wird die MemBran 25 samt Rohr 24 nach oben verschobeno
Demzufolge wird der Ventilteller 20 angehoben und die Druckluftfeder 3 mit der Druckluftquelle
über einen grossen Durchströmquerschnitt verbunden, Die dadurch bewirkte Beaufschlagung
der Druckluftfeder 3 verhindert zuerst ein weiteres Neigen des Wagenkastens nach
aussen und hebt anschliessend den letzteren zumindest so weit anB dass der Ventilteller
13 schliesst, Der in der Kammer 16 sich,aufbauende Druck wird mittels der Drosselbohrung
22 auf die Kammer 17 übertragen, sodass beiderseits der Membran ein Druckausgleich
bewirkt wird. der ein Schliessen des Ventiltellers 20 nach sich zieht, Etwaige Überdrücke
in den Kammern 16 und 17 in Bezug auf den Druck in der unteren Endkammer werden
durch Selbstregelung des Ventils 21, 24 dem Druck in der Kammer 18 angepasst, Ein
zu hoher Druck in der Druckluftfeder 3 ware
durch einen zu hohen
Druck in der Kammer 18 bedingt und würde zu einer Abwärtsbewegung des Steuerorgans
14 und zum Öffnen des Ventils 12 fuhren, Somit ist auch der Regelabstand des Wagenkastens
4 vom Fahrgestell 27 ständig genau bestimmt. Furthermore, the height regulating device has a time or delay element
that prevents the valve from responding to the large flow area 2,
if the car body suspension has short-term effects of the irregularities in the track
intercepts that are given at points, this time or delay organ is
in an advantageous manner the control valve 1 d of the large flow cross-section of the Vertil
2 assigned. In the first case, the time organ is, for example, at least
a spring is formed which is articulated between the control element 14 and the one articulated on the chassis 27
Connecting rod 14a is built in. The regularities caused by the roadway
Effects of short duration and low amplitude, which are only weak
beat
the connecting rod 14a entail, therefore, are not on the control valve
1 ü-t-bear. The time organ can also be formed by an additional container 26,
who is constantly in communication with the control line; brief opening of the
Valve disk i3 does not cause a sufficient pressure increase in the lower one
End chamber 18 The mode of operation of the height regulating device according to the invention is
as follows As soon as a vehicle drives into a track floor, the car body tilts
4 outwards in relation to the C-track center point so that the control element 14
is displaced with respect to the control valve fixedly connected to the car body 4
Step 3e after whether it is the height control device on the center of the sliding arc
to or away from the side acts, two different cases at the center of the track curve
facing height control device is the control member 14 i with respect to the car body
4 moved downwards so that the valve disk 12 opens and the lower intermediate chamber
18 in the valve 2 via the control line 6, the chamber 9, the bore 10, the chamber
8, the open valve disk 12 and the line 7 is vented to the atmosphere,
The pressure that is becoming more prevalent in the upper intermediate chamber 17 therefore shifts this
Vent pipe 24 downwards. so that the upper end of the tube 24 from the lower
The valve disk 21 lifts off and the compressed air spring 3 is vented to the atmosphere
the upper valve disk 20 is closed. The pressure reduction in the compressed air spring 3 causes
a shortening of the spring length so that the car body is in the direction of the center of the track curve
swings back and a relative movement of the control member 14 to the control valve
1
causes upward, whereby the valve disk 12 closes. Via the throttle bore
22, the lower intermediate chamber 17 is also vented to the atmosphere, so that the in
The pressure prevailing in this chamber is adjusted to the pressure in the lower end chamber 18
As a result, the vent valve 24 moves upwards and closes with it
With the help of the valve disk 21, the upper intermediate chamber is removed from the atmosphere
and, if necessary, briefly opens the upper valve disk 20 until i. the compressed air spring
a pressure corresponding to the pressure in the chamber 18 prevails at the center of the track curve
remote height control device, the control member is relative to the control valve
1 moved upwards so that the valve plate 13 is raised and compressed air from the
Compressed air source 28 via pipeline 5, chamber 9 and control line 6 into the lower one
End chamber 18 flows, the MemBran 25 together with the pipe 24 is shifted upwards
As a result, the valve disk 20 is raised and the compressed air spring 3 with the compressed air source
connected via a large flow cross-section, the impact caused by this
the compressed air spring 3 first prevents the car body from tilting further
outside and then lifts the latter at least so far that the valve disc
13 closes, the pressure building up in chamber 16 is reduced by means of the throttle bore
22 transferred to the chamber 17, so that a pressure equalization on both sides of the membrane
is effected. which causes the valve disk 20 to close, any excess pressures
in chambers 16 and 17 in relation to the pressure in the lower end chamber
adjusted to the pressure in the chamber 18 by self-regulation of the valve 21, 24, Ein
the pressure in the compressed air spring 3 was too high
by too high
Pressure in the chamber 18 caused and would lead to a downward movement of the control member
14 and lead to the opening of the valve 12, thus also the standard distance of the car body
4 of the chassis 27 is always precisely determined.
Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor dass zwischen der der
Gleisbogeninnenseite und der der Gleisbogenaussenseite zugeordneten Druckfeder sehr
rasch ein Gleicht gewicht hergestellt und der Wagenkasten in seine normale Fahrlage
in Bezug auf das Fahrgestell zurückgeführt wird. From the above it can be seen that between the
The inside of the track curve and the compression spring associated with the outside of the track curve
A balance is quickly established and the car body is in its normal driving position
in relation to the chassis.