DE1914696C3 - Höhenregeleinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

mit einer Membran eine Einheit bildet. Diese Membran steht auf der einen Seite unter der Einwirkung eines Lüftfederbalges, während sie auf der anderen Seile der Rückstellkraft einer Feder unterworfen ist

Die herkömmliche Höhenregeleinrichtungen haben sämtlich nur eine geringe Leistung zu verzeichnen. Der Grund hierfür liegt einmal in der Empfindlichkeit, die sie aufweisen müssen, und daher in der kleinen Steuerleistung, und zum anderen sind diese Einrichtungen viel zu schwach, um den Druckluftverbrauch während der Schwingungsbewegungen der Aufhängung zu begrenzen. Um die Korrektur des unzulänglichen Höherliegens der äußeren Schiene in Kurven bei Schienenfahrzeugen vorzunehmen, welche mit großer Geschwindigkeit die Kurven befahren, müssen die Ventile der Steuereinrichtung betätigt werden, und zwar nicht nur in der Kurve der Strecke — was viel zu spät sein würde — sondern bereits in dem geradlinigen Anschluß der Strecke an den Kurventeil, was eine außerordentlich hohe Empfindlichkeit voraussetzt Diese Empfindlichkeit einerseits und die Luftmenge andererseits sind aber Gegensätzlichkeiten, da eine sehr große Empfindlichkeit nur einen kleinen Hub derjenigen Stange nach sich zieht, welche das Ventil der Höhenregeleinrichtung steuert

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese zum Stand der Technik zählenden Höhenregeleinrichtungen für Fahrzeuge so zu verbessern, daß die Luftmenge auf ein Maximum vergrößert werden kann, gleichwohl aber die Empfindlichkeit dieser Einrichtung beibehalten, also nicht beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Steuerventil und der diesem zugeordneten Luftfeder ein Ventil großen Durchströmquerschnitts eingeschaltet ist, dessen Betätigungsorgan druckmäßig einerseits mit dem Steuerventil und andererseits mit der Luftfeder in Verbindung steht und mit einem Doppelventilteller großen Querschnitts zusammenwii-Kt, von dem der eine Ventilteller in einer Verbindung zwischen der Druckluftquelle und der Luftfeder und der andere Ventilteller in einer Verbindung zwischen der Luftfeder und der Atmosphäre angeordnet ist, so daß der Doppelventilteller für jede augenblickliche Druckveränderung des vom Steuerventil gelieferten Luftdrucks betätigt wird.

Zweckmäßig wird in an sich bekannter Weise das Betätigungsorgan von einem beidseitig offenen Entlüftungsrohr und einer daran befestigten Steuermembran gebildet, die im Ventil großen Durchströmquerschnitts zwei Kammern voneinander trennt, von denen die eine Kammer mit der Steuerleitung des Steuerventils und die andere Kammer mit der Luftfeder in Verbindung steht, wobei das eine Ende des im Ventilkörper des Ventils dichtend geführten Entlüftungsrohrs mit der Atmosphäre in Verbindung steht und das andere Ende den Sitz für den unteren Ventilteller des Doppelventiltellers bildet

Vorteilhaft ist das Steuerventil in an sich bekannter Weise gedämpft, so daß durch Fahrwegunregelmäßigkeiten hervorgerufenen Auswirkungen kurzer Dauer und geringer Amplitude nicht übertragen werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung steht die unter der Membran liegende Kammer mit einem Zusatzbehälter in Verbindung, um die Druckveränderungen der mit der Steuerleitung in Verbindung stehenden Kammer zu dämpfen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung stehen Hie Auslaßkammer und die Einlaßkammer im Steuerventil über eine Drosselbohrung miteinander in Verbindung, so daß der Druckluftauslaß aus der mit der Steuerleitung in Verbindung stehenden Kammer langsamer erfolgt als der Drucklufte'uilaß.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird die Luftmenge der Höhenregeleinrichtung auf ein Maximum vergrößert ohne jedoch hierdurch die Empfindlichkeit ungünstig zu beeinträchtigen.
Weitere Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind

ίο aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung ersichtlich: Diese zeigt in Seitenansicht einen schematischen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Höhenregeleinrichtung.

Die Höhenregeleinrichtung weist im wesentlichen ein in Abhängigkeit der Neigung des Wagenkastens 4 zum Fahrgestell 27 ansprechendes Steuerventil 1 und ein Ventil großen Durchströmquerschnitts 2 auf, die beide einer Luftfeder 3 zugeordnet sind, die am Ende einer Radachse oder allgemein gesagt, an der Seite des Fahrgestells 27 vorgesehen ist Das Steuerventil 1 ist fest am Wagenkasten -J s.igec.-dnei und über eine Leitung 5 mit einer Druckluftquelle 28 über eine Steuerleitung 6 mit dem Ventil großen Durchströmquerschnitts 2 und über eine Leitung 7 mit der Atmosphäre verbunden.

Da? Steuerventil 1 ist durch eine Trennwand in zwei Kammern 8 und 9 unterteilt, die über eine in der Trennwand vorgesehene Drosselbohrung 10 ständig miteinander in Verbindung stehen. Die Kammern 8 und 9 sind durch eine Wand 11 begrenzt, in der zwei Öffnungen vorgesehen sind, die die Ventilsitze für in Schließrichtung federbelastete Ventilteller 12 und 13 bilden. Die Auslaßkammer 8 steht bei gelüftetem Ventilteller 12 über die Leitung mit der Atmosphäre und die Einlaßkammer 9 bei gelüftetem Ventilteller 13 mit der Druckluftquelle 28 in Verbindung. Die Ventilteller 12 und 13 sind in Öffnungsrichtung durch entsprechende Stößel betätigbar, die mit einem Steuerschieber Ά des Steuerventils 1 zusammenwirken; dieser Steuerschieber 14 ist im Ventilkörper bzw. am Wagenkasten 4 geführt und an seinem unteren Ende am Fahrgestell 27 über eine Verbindungsstange 14a angelenkt, die vorzugsweise in einer durch die Druckluftfederachse gehenden und zur Wagenkastenlängsseite parallelen Ebene liegt.

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 Ventilteller 20 eines Doppelventiltellers 20, 21, dessen unterer Ventilteller 21 mittels einer Stange am oberen Ventilteller 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 Zwischenkammer 17 in Verbindung. In der Trennwand 23 ebenso wie in dem die Kammer 18 begrenzenden Unterteil des Ventilkörpers des Ventils 2 ist ein an seinen beiden Enden offenes Entlüftungsrohr 24 dichtend geführt, dessen Steuermembran 25 die untere Zwischenkammer 17 von der unteren Endkammer 18 dichtend trennt, in die die Steuerleitung 6 einmündet. Das obere Ende des Entlüftungsrohres 24 bildet einen Ventilsitz für den unteren Ventilteller 21 des Doppelventiltellers 20, 21, während

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das untere Ende nach außen in die Atmosphäre einmündet.

Weiter weist die Höhenregeleinrichtung ein Zeitbzw. Verzögerungsorgan auf, das ein Ansprechen des Ventils großen Durchströmquerschnitts 2 verhindert, wenn die Wagenkastenaufhängung kurz dauernde Auswirkungen der Fahrwegunregelmäßigkeiten abfängt, die z. B. bei Weichen gegeben sind. Dieses Zeit- bzw. Verzögerungsorgan ist in vorteilhafter Weise dem Steuerventil 1 oder dem Ventil großen Durchströmungsquerschnitts 2 zugeordnet. Im ersteren Fall wird das Zeitorgan beispielsweise di'rch mindestens eine Feder gebildet, die zwischen dem Steuerschieber 14 und der am Fahrgestell 27 angelenkten Verbindungsstange 14a eingebaut ist. Die durch Fahrwegunregelmäßigkei- '5 ten hervorgerufenen Auswirkungen kurzer Dauer und geringer Amplitude, die nur ein schwaches Ausschlagen der Verbindungsstange 14a nach sich ziehen, werden dadurch nicht auf das Steuerventil 1 übertragen. Das Zeitorgan kann auch durch einen Zusatzbehälter 26 gebildet werden, der ständig mit der Steuerleitung 6 in Verbindung steht; ein kurzzeitiges Öffnen des Ventiltellers 13 bewirkt dabei einen ausreichenden Druckanstieg in der unteren Endkammer 18.

Die Wirkungsweise der erfinJungsgemäßen Höhenregeleinrichtung ist wie folgt:

Sobald das Fahrzeug in einen Gleisbogen einfährt, neigt sich der Wagenkasten 4 in bezug auf den Gleisbogenmittelpunkt nach außen, so daß der Steuerschieber 14 bezüglich des fest mit dem Wagenkasten 4 verbun- 3<? denen Steuerventils 1 verschoben wird Dabei treten, je nahdem ob es sich um die Höhenregeleinrichtung auf der dem Gleisbogenmittelpunkt zu- bzw. abgewandten Seite handelt, zwei verschiedene Fälle auf:

Bei der dem Gleisbogenmittelpunkt zugewandten Höhenregeleinrichtung wird der Steuerschieber 14 in bezug auf den Wagenkasten 4 nach unten verschoben, so daß der Ventilteller 12 öffnet 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 der Atmosphäre entlüfte« wird Der in der oberen Zwischenkammer 17 überhandnehmende Druck verschiebt daher das Entlüftungsrohr 24 nach unten, so daß sich das obere Ende des Rohres 24 vom unteren Ventilteller 21 abhebt und die Luftfeder 3 zur Atmosphäre entlüftet wird. Dabei bleibt der obere Ventilteiler 20 geschlossen. Der Druckaufbau in der Luftfeder 3 bewirkt eine Verkürzung der Federlänge, so daß der Wagenkasten 4 in Richtung zum Gleisbogenmittelpunkt zurückschwenkt und eine Relativbewegung des Steuerschiebers 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, so daß der in dieser Kammer herrschende Druck dem Druck in der unteren Endkammer 18 angeglichen wird. Demzufolge verschiebt sich das Entlüftungsrohr 24 nach oben und schließt mit Hilfe des Ventiltellers 21 die obere Zwischenkammer 16 gegenüber der Atmosphäre ab und öffnet gegebenenfalls kurzzeitig den oberen Ventilteller 20, bis in der Luftfeder 3 ein dem Druck in der unteren Endkammer 18 entsprechender Druck herrscht.

Bei der dem Gleisbogenmittelpunkt abgewandten Höhenregeleinrichtung wird der Steuerschieber 14 relativ zum Steuerventil 1 nach oben verschoben, so daß der Ventilteller 13 angehoben und Druckluft von der Druckluftquelle 28 über die Rohrleitung 5, Kammer 9 und Steuerleitung 6 in die untere Endkammer 18 strömt. Dabei wird die Membran 25 samt Entlüftungsrohr 24 nach oben verschoben. Demzufolge wird der Ventilteller 20 angehoben und die Luftfeder 3 mit der Druckluftquelle 28 über einen großen Durchströmquerschnitt verbunden. Die dadurch bewirkte Beaufschlagung der Luftfeder 3 verhindert zuerst ein weiteres Neigen des Wagenkastens 4 nach außen und hebt anschließend den letzteren zumindest so weit an, daß der Ventilteller 13 schließt. Der in der oberen Zwischenkammer 16 sich aufbauende Druck wird über die Drosselbohrung 22 auf die untere Zwischenkammer 17 übertragen, so daß beiderseits der Membran 25 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 f8 werden durch Selbstregelung des Ventils 21, 24 dem Druck in der Kammer 18 angepaßt. Ein zu hoher Druck in der Luftfeder 3 wäre durch einen zu hohen Druck in der Kammer 18 bedingt und würde zu einer Abwärtsbewegung des Steuerschiebers 14 und zum öffnen des Ventils 12 führen. Somit ist auch der Regelabstand des Wagenkastens 4 vom Fahrgestell 27 ständig genau bestimmt

Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß zwischen der der Gleisbogeninnenseite und der der Gleisbogenaußenseite zugeordneten Druckfeder sehr rasch ein Gleichgewicht hergestellt und der Wagenkasten in seine normale Fahrlage in bezug auf das Fahrgestell zurückgeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Höhenregeleinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit mindestens je einer, einer Fahrgestellseite zugeordneten Druckluftfeder, mit deren Hilfe der Wagenkasten am Fahrgestell abgestützt ist, und mit einem fest am Wagenkasten angeordneten Steuerventil, dessen am Wagenkasten angelenktes und in bezug auf den Steuerventilkörper verschiebbares Steuerorgan in Abhängigkeit von der Höhenlage des Wagenkastens zum Fahrgestell die entsprechende Druckluftfeder entweder mit* einer Druckluftquelle oder der Atmosphäre verbindet oder diese beiden Verbindungen unterbricht, um einen vom augenblicklichen Fahrzeuggewicht abhängigen Luftdruck an die Druckluftfeder zu liefern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Steuerventil (1) und der diesem zugeordneten Luftfeder (3) ein Ventil großen Durchströmquerschnitts (2) eingeschaltet ist, dessen Betätigungsorgan (24, 25) druckmäßig einerseits mit dem Steuerventil und andererseits mit der Luftfeder in Verbindung steht und mit einem Doppelventilteller (20, 21) großen Querschnitts zusammenwirkt, von dem der eine Ventilteller (20) in einer Verbindung zwischen der Druckluftquelle (28) und der Luftfeder (3) und der andere Ventilteller (21) in einer Verbindung zwischen der Luftfeder (3) und der Atmosphäre angeordnet ist, so daß der Doppelventilteller (20, 21) für jede augenblickliche Druckveränderung des vom Steuerventil (1) gelieferten Luftdrucks betätigt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Betätigungsorgan (24, 25) von einem beidseitig offenen Entlüftungsrohr (24) und einer daran befestigten Steuermembran (25) gebildet \.ird, die im Ventil großen Durchströmquerschnitts (2) zwei Kammern (17 und 18) voneinander trennt, von denen die eine Kammer (18) mit der Steuerleitung (6) des Steuerventils (1) und die andere Kammer (17) mit der Luftfeder (3) in Verbindung steht, wobei das eine Ende des im Ventilkörper des Ventils (2) dichtend geführten Entlüftungsrohrs mit der Atmosphäre in Verbindung steht und das andere Ende den Sitz für den unteren Ventilteller (21) des Doppelventiltellers (20.21) bildet.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (i) in an sich bekannter Weise gedämpft ist, so daß die durch Fahrwegunregelmäßigkeiten hervorgerufenen Auswirkungen kurzer Dauer und geringer Amplitude nicht übertragen werden.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die unter der Membran (25) liegende Kammer (18) mit einem Zusatzbehälter (26) in Verbindung steht, um die Druckveränderungen der mit der Steuerleitung (6) in Verbindung stehenden Kammer (18) zu dämpfen.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkammer (8) und die Einlaßkammer (9) im Steuerventil (1) über eine Drosselbohrung (10) miteinander in Verbindung stehen, so daß der Druckluftauslaß aus der mit der Steuerleitung (6) in Verbindung stehenden Kammer (18) langsamer erfolgt als der Drucklufteinlaß.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Höhenregeleinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit mindestens je einer, einer Fahrgestellseite zugeordneten Druckluftfeder, mit deren Hilfe der Wagenkasten am Fahrgestell abgestützt ist, und mit einem fest am Wagenkasten angeordneten Steuerventil, dessen am Wagenkasten angelenktes und in bezug auf den Steuerventilkörper verschiebbares Steuerorgan in Abhängigkeit von der Höhenlage des Wagenkastens zum Fahrgesteil die entsprechende Druckluftfeder entweder mit einer Druckluftquelle oder der Atmosphäre verbindet oder diese beiden Verbindungen unterbricht, um einen vom augenblicklichen Fahrzeuggewicht abhängigen Luftdruck an die Druckluftfeder zu liefern.

Die DT-AS 11 33 636 bezieht sich auf ein lastabhängiges Steuerventil für Luftfedern, welches auf einem Kraftfahrzeug montiert ist. Dieses Steuerventil erlaubt die Höhenregelung des Kraftfahrzeugaufbaues, indem in den Luftfederbalg bei zunehmender Fahrzeuglast Luft eintritt bzw. bei abnehmender Fahrzeuglast der Luftfederbalg· entlüftet wird Dieses Steuerventil ermöglicht darüber hinaus den Lufteintritt in kleinen oder in großen Mengen zu regeln und zu überwachen, und zwar je nachdem, ob die Fahrzeuglast nur geringfügig oder aber sehr stark zunimmt.

Schließlich kann mit diesem bekannten Steuerventil auch der Luftaustritt in kleinen oder in großen Mengen geregelt werden, je nachdem ob die Fahrzeuglast nur geringfügig abnimmt oder aber in sehr starkem Umfang kleiner wird. Die eintretende, vergleichsweise kleine Luftmenge wird dabei durch den kleinen Durchlaßquerschnitt einer Öffnung bestimmt, wenn als Folge eines geringen Hubes eines Kolbens sich lediglich das eine Ventil öffnet. Die eintretende, relativ große Luftmenge hingegen wird von dem vergleichsweise großen Durchgangsquerschnitt einer Öffnung bestimmt, wenn der Kolben einen größeren Hub vollführt, wobei ein anderes Ventil über das eine Ventil offen ist. In gleicher Weiie werden die kleinen bzw. großen Austrittsmengen der Luft von einer kleinen Öffnung und von einer großen Öffnung bestimmt. Man ordnet also in diesem bekannten Falle zwei Öffnungen unterschiedlichen Querschnitts in Reihe an, indem man die Öffnung kleinen Querschnitts durch öffnen eines Ventils nebeneinander schaltet, wenn die Veränderung des Höhenniveaus eine bestimmte Schwelle übersteigt.

Die DT-AS 10 85 773 zeigt ein Regelventil mit zwei Durchsatzmengen. Die kleine Durchsatzmenge wird dort von einer Bohrung bestimmt, welche in ein Rückschlagventil eingearbeitet ist. Die große Durchsatzmenge hingegen wird durch das öffnen einer Fahrzeugtür bestimmt, welche ein Elektroventil in die Schließstellung überführt.

Die DT-PS 7 59 126 befaßt sich mit einer ölpneumatischen Steuervorrichtung mit einem elektromechanischen Gerät, welches das eine oder das andere zweier Elektroventile betätigt, die von einem Aufnahmebehälter ausgehend die eine oder die andere Seite eines Druckzylinders versorgen, indem ein Absperrhahn oder Absperrventil geöffnet wird. Der Druck der ölsäule, welche über einen Zylinder unter Druck gesetzt wird, wird auf einen zweier Arbeitszylinder übertragen.

Schließlich zeigt die DT-AS 11 57 942 ein Steuerventil für Luftfedern von Fahrzeugen, bei welchem ein Regelventil von einem Druckstück gebildet wird, welches einen Arbeitskolben bildet. Dieser Arbeitskolben trägt den Sitz eines Einlaßventils, wobei der Sitz eines Auslaßventils auf einem Kolben angeordnet ist, welcher