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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Knickschutzsystem für Schienenfahrzeugverband
mit mehreren, untereinander über
Kupplungen verbundenen Wagen.
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Bei
Entgleisung eines aus mehreren Wagen zusammengesetzten Schienenfahrzeugverbandes besteht
die Gefahr, daß einzelne
Wagen aus dem Verband ausschwenken und seitlich herausgetragen werden.
Hierdurch ergibt sich das Risiko eines Aufpralls einzelner Wagen
auf neben der Schienenanlage befindliche Hindernisse, wie beispielsweise
Gebäude
oder Brückenpfeiler.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Knickschutzsystem für einen
Schienenfahrzeugverband anzugeben, welches Maßnahmen bewirkt, die ein seitliches
Ausscheren einzelner Wagen des Zugverbandes im Falle einer Entgleisung
verhindern.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Knickschutzsystem für einen Schienenfahrzeugverband
mit mehreren, untereinander über
Kupplungen verbundenen Wagen gelöst,
wobei jeweils zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Stirnseiten von
miteinander verbundenen Wagen in mindestens einem äußeren Kantenbereich
mindestens ein zweifach wirkender Steuerzylinder angeordnet ist,
welcher über
drehbewegliche Befestigungspunkte mit den beiden Stirnseiten verbunden
ist, wobei die beiden Druckkammern des Steuerzylinders über Druckleitungen
mit mindestens einer Druckerzeugungs- und Speichereinheit verbunden
sind, welche von einer Steuereinheit ansteuerbar ist und wobei die
Steuereinheit im Falle einer Entgleisung mindestens eines Wagens des
Schienenfahrzeugverbandes eine Druckbeaufschlagung beider Druckkammern
bewirkt.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß einerseits
die erforderliche Bewegungsfreiheit der Wagen während des normalen Betriebes
uneingeschränkt
sichergestellt ist und daß andererseits
im Falle einer Zugentgleisung keine großen Knickwinkel zwischen den
einzelnen Wagen des Zugverbandes zugelassen werden, wodurch zuverlässig verhindert
wird, daß einzelne Wagen
zu weit seitlich herausragen und auf Hindernisse aufprallen können.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Weitere
Vorteile des vorgeschlagenen Knickschutzes sind in der Beschreibung
angeführt.
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Die
Erfindung wird nachstehend an Hand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es
zeigen
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1 einen
Ausschnitt aus einem Schienenfahrzeugverband.
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2 eine
prinzipielle Darstellung der in einem Kantenbereich für den Knickschutz
eingesetzten Komponenten.
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In 1 ist
ein Ausschnitt aus einem Schienenfahrzeugverband dargestellt. Es
sind zwei Wagen 1, 2 eines Zugverbandes zu erkennen,
welche über eine
zentrale Kupplung 3 miteinander verbunden sind. Es sind
die Drehgestelle 4 der Wagen 1, 2 bezeichnet.
Der Schienenfahrzeugverband weist beliebig viele weitere, nicht
dargestellte Wagen auf.
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Zwischen
beiden Stirnseiten der miteinander verbundenen Wagen 1, 2 ist
in mindestens einem äußeren Kantenbereich
mindestens ein zweifach wirkender Steuerzylinder vorgesehen. Beim
Ausführungsbeispiel
befinden sich zwei Steuerzylinder 5, 7 in beiden äußeren Kantenbereichen
der gegenüberliegenden
Stirnseiten, wobei der Steuerzylinder 5 vorzugsweise vom
Wagen 1 und der Steuerzylinder 7 vorzugsweise
vom Wagen 2 aus beaufschlagbar ist.
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Die
Wagen 1 bzw. 2 weisen an ihren weiteren Stirnseiten
weitere Steuerzylinder 6 bzw. 8 auf, wobei die
Steuerzylinder 5 und 6 bzw. 7 und 8 diagonal
hinsichtlich der Kantenbereiche der Stirnseiten angeordnet sind.
Der Abstand zwischen den beiden Steuerzylindern einer Stirnseite
ist möglichst
groß,
um einen maximalen Abstand für
das für
den Knickschutz aufzubringende Kräftepaar und damit einen optimalen Knickschutz
zu erzielen. Bei den Steuerzylindern 5, 6, 7, 8 handelt
es sich vorzugsweise um Hydraulikzylinder.
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Zur
Beaufschlagung der Steuerzylinder 5, 6, 7, 8 dienen
jeweils in den Wagen 1, 2 befindliche Druckerzeugungs-
und Speichereinheiten 9, 10, wobei die Druckerzeugungs-
und Speichereinheit 9 vorzugsweise mit den beiden Steuerzylindern 5, 6 und die
Druckerzeugungs- und Speichereinheit 10 vorzugsweise mit
den beiden Steuerzylindern 7, 8 verbunden ist.
Die modulare Zuordnung der für
den Knickschutz eingesetzten Druckerzeugungs- und Speichereinheiten
zu den einzelnen Wagen des Zugverbandes hat den Vorteil, daß bei der
Zugkopplung keine für
den Knickschutz erforderlichen und im freien Raum zwischen den Wagen
zu führenden
Druckleitungen vorgesehen und zusammengekoppelt werden müssen. Deshalb
können
sich bei Entgleisung eines Wagens auftretende Beschädigungen
an den Stirnseiten der betroffenen Wagen nicht negativ auf den Knickschutz
auswirken.
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In 2 ist
eine prinzipielle Darstellung der in einem Kantenbereich für den Knickschutz
eingesetzten Komponenten gezeigt. Es ist ein äußerer Kantenbereich der gegenüberliegenden
Stirnseiten der beiden Wagen 1, 2 mit dem Steuerzylinder 5 zu erkennen.
Der Steuerzylinder 5 ist über seine feststehende Komponente 11 (Zylindergehäuse) und
einen drehbeweglichen Befestigungspunkt 12 mit dem Wagen 1 sowie über seine
einkuppelbare Komponente 13 (Kolbenstange) und einen drehbeweglichen
Befestigungspunkt 14 mit dem Wagen 2 verbunden.
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Das
Einkuppeln der einkuppelbaren Komponente 13 in den drehbeweglichen
Befestigungspunkt 14 erfolgt über ein geeignetes Kupplungssystem, welches
insbesondere einen automatischen Kupplungs- und Entkupplungsvorgang
ermöglicht.
Die beiden Druckkammern des zweifach wirkenden Steuerzylinders 5 sind über getrennte
Druckleitungen 15, 16 an die Druckerzeugungs-
und Speichereinheit 9 angeschlossen. Weitere gestrichelt
angedeutete Druckleitungen fuhren von der Druckerzeugungs- und Speichereinheit 9 zu
den beiden Druckkammern des weiteren Steuerzylinders 6.
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Die
Ansteuerung der Druckerzeugungs- und Speichereinheit 9 erfolgt über eine
Steuereinheit 17, welche beispielsweise als integrale Teileinheit
eines Fahrzeugrechners ausgebildet ist. Die Steuereinheit 17 empfängt als
Eingangsgrößen (elektrische
Signale) die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit, die Querbeschleunigung
an jedem Drehgestell 4, signifikante Meßsignale hinsichtlich "klopfenden Radlaufes", welche beispielsweise
bei gebrochenem Radreifen oder gebrochenem Rad gebildet werden und
signifikante Meßsignale
hinsichtlich blockierender Räder
insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten. Vorzugsweise ist die Steuereinheit 17 redundant in
den Triebköpfen
des Zugverbandes angeordnet. Die Signalübertragung zwischen redundanten
Steuereinheiten und an die Druckerzeugungs- und Speichereinheiten
erfolgt über
ein Bus-System. Die funktionellen Verbindungen (Druckbeaufschlagung
und elektrische Signale) der weiteren für den Knickschutz vorgesehenen
Steuerzylinder des Zugverbandes sind in gleicher Art und Weise ausgebildet.
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Beim
Zusammenkuppeln des Schienenfahrzeugverbandes werden die einkuppelbaren
Komponenten 13 der Steuerzylinder automatisch in die zugeordneten
drehbeweglichen Befestigungspunkte 14 eingekuppelt. Während des
normalen Betriebes des Zugverbandes sind die Druckkammern aller
Steuerzylinder auf beiden Seiten drucklos. Demzufolge können Relativbewegungen
zwischen den Stirnseiten der Wagen zugelassen und problemlos vom
Knickschutz-System aufgenommen werden. Das Überfahren von Weichen mit der
zugelassenen Geschwindigkeit oder die Kurvenfahrt des Zugverbandes
ist damit gewährleistet.
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Die
Steuereinheit 17 verarbeitet die vorstehend angeführten Eingangsgrößen und
beaufschlagt die Druckerzeugungs- und Speichereinheiten 9, 10, wenn
aufgrund der aktuellen Werte dieser Eingangsgrößen ein Entgleisen eines Wagens
erkannt wird. Ein Entgleisen eines Wagens liegt beispielsweise dann
vor, wenn einzelne Eingangsgrößen, beispielsweise
die Drehgestell-Querbeschleunigung,
vorgegebene Maximalwerte übersteigen.
Bei Beaufschlagung der Druckerzeugungs- und Speichereinheiten 9, 10 werden
beide Druckkammern der Steuerzylinder 5, 6, 7, 8 druckgeregelt
beaufschlagt, wodurch eine Relativbewegung zwischen den einzelnen
Wagen unterbunden und der Schienenfahrzeugverband in einer Linie
gehalten wird, so daß kein
einzelner Wagen aus dieser Linie ausschwenken kann.
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Das
erfindungsgemäße Knickschutzsystem kann
auch unterstützend
als Fahrdynamikregelung zum Beispiel im Zusammenhang mit Neigetechnik, eingesetzt
werden, um möglichst
hohe Relativbewegungen (entstanden durch Sinuslauf im Gleis) zwischen
Wagenkastenenden zu „dämpfen".
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Ein
zusätzlicher
Vorteil des vorgeschlagenen Knickschutzes besteht darin, daß die üblicherweise an
den äußeren Kantenbereichen
der Stirnseiten von Wagen befindliche Puffer entfallen können. Die
Funktionen derartiger Puffer können
von den Steuerzylindern 5, 6, 7, 8 übernommen
werden, die zu diesem Zweck während
des Zusammenkuppelns der einzelnen Wagen zum Zugverband von den
zugeordneten Druckerzeugungs- und Speichereinheiten 9, 10 mit vorgebbarem
Druck beaufschlagt werden. Der vorzugebende und einzustellende Druck
bemißt
sich nach den während
des Zusammenkuppelns üblicherweise auftretenden
und aufzunehmenden Druckkräfte.
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- 1
- Wagen
eines Zugverbandes
- 2
- Wagen
eines Zugverbandes
- 3
- Kupplung
- 4
- Drehgestell
- 5
- Steuerzylinder,
zweifach wirkend
- 6
- Steuerzylinder,
zweifach wirkend
- 7
- Steuerzylinder,
zweifach wirkend
- 8
- Steuerzylinder,
zweifach wirkend
- 9
- Druckerzeugungs-
und Speichereinheit
- 10
- Druckerzeugungs-
und Speichereinheit
- 11
- feststehende
Komponente eines Steuerzylinders
- 12
- drehbeweglicher
Befestigungspunkt
- 13
- einkuppelbare
Komponente eines Steuerzylinders
- 14
- drehbeweglicher
Befestigungspunkt
- 15
- Druckleitung
- 16
- Druckleitung
- 17
- Steuereinheit
(Teileinheit des Fahrzeugrechners)