DE19936564A1 - Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr - Google Patents
Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den NahverkehrInfo
- Publication number
- DE19936564A1 DE19936564A1 DE1999136564 DE19936564A DE19936564A1 DE 19936564 A1 DE19936564 A1 DE 19936564A1 DE 1999136564 DE1999136564 DE 1999136564 DE 19936564 A DE19936564 A DE 19936564A DE 19936564 A1 DE19936564 A1 DE 19936564A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- track
- guided vehicle
- vehicle according
- hydraulic
- car body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
- B61D3/00—Wagons or vans
- B61D3/10—Articulated vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
- B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
- B61F5/386—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles fluid actuated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
- B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
- B61F5/44—Adjustment controlled by movements of vehicle body
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
Es wird ein spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug für den Nahverkehr, vorgeschlagen, das aus mindestens drei gelenkig miteinander verbundenen Wagenkästen besteht, die jeweils auf einem zugehörigen Fahrwerk in horizontaler Richtung drehbar abgestützt sind. Um eine definierte Position der Wagenkästen zueinander zu jedem Zeitpunkt zu erhalten, so daß die Wagenkästen bei Durchfahren einer beliebigen Kurvenstrecke eine annehmbare Hüllkurve bilden, wird die Auslenkung des ersten oder der ersten beiden Wagenkästen mit der Auslenkung des letzten bzw. der letzten beiden Wagenkästen durch ein geeignetes Steuerungssystem in Beziehung gesetzt. Die Auslenkung der zwischenliegenden Wagenkästen zu ihren zugehörigen Fahrwerken ergibt sich dadurch ohne weitere Maßnahmen zwangsläufig aufgrund der Spurführung. DOLLAR A Gemäß einer Ausführungsform wird erreicht, daß der Ausdrehwinkel des führenden Wagenkastens gegenüber dem zugehörigen Fahrwerk absolut betrachtet gleich dem Ausdrehwinkel des letzten Wagenkastens gegenüber dessen zugehörigen Fahrwerk ist. DOLLAR A Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird eine Abhängigkeit zwischen dem Ausdrehwinkel des in Fahrtrichtung ersten Wagenkastens zum zugehörigen Fahrwerk und den sich zwischen den ersten beiden und den letzten beiden Wagenkästen einstellenden Gelenkwinkeln hergestellt.
Description
Die Erfindung betrifft ein spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere ein
Schienenfahrzeug für den Nahverkehr, bestehend aus mindestens drei
gelenkig miteinander verbundenen Wagenkästen, die jeweils auf einem
zugehörigen Fahrwerk in horizontaler Richtung drehbar abgestützt sind.
Solche spurgeführten Fahrzeugsysteme sind, wenn keine weiteren Maß
nahmen getroffen werden, statisch einfach unterbestimmt, da sich die
miteinander verbundenen Wagenkästen auf den spurgeführten
Fahrwerken drehen können. Diese Fahrzeugsysteme können beispiels
weise dadurch statisch bestimmt werden, daß zumindest einer der Wa
genkästen drehfest mit seinem zugehörigen Fahrwerk verbunden wird.
Fehlt eine solche Maßnahme, dann nimmt das System bei von außen auf
das System einwirkenden Kräften eine nicht definierte Stellung ein. Dies
leuchtet unmittelbar ein für Fälle, in denen das spurgeführte Fahrzeug
geschoben oder abgebremst wird. In diesen Fällen würden sich die
Wagenkästen in unkontrollierter Weise ziehharmonikaartig zusammen
schieben. Aber auch bei Kurvenfahrten und Beschleunigungen tritt das
selbe Problem auf. Denn wenn das führende Fahrwerk in eine Kurve
einfährt, so wirkt sich das zunächst nicht auf die Stellung des drehbar
abgestützten Wagenkastens aus, und bei weiterer Kurveneinfahrt wird
sich eine unbestimmte und dynamisch veränderliche Stellung des ersten
und auch der folgenden Wagenkästen zu ihren jeweils zugehörigen Fahr
werken einstellen.
Durch die Fixierung nur eines, beispielsweise des ersten Fahrwerks zu
dem zugehörigen Wagenkasten wird das einfach unterbestimmte System
zu einem bestimmten System. Denn durch diese Fixierung ist die Stel
lung des ersten Wagenkastens relativ zum Spurkanal immer definiert,
und dadurch ist gleichzeitig die Stellung des folgenden Wagenkastens
ebenfalls definiert, weil dieser gelenkig mit dem ersten Wagenkasten
verbunden ist und weil dessen zugehöriges Fahrgestell in dem Spurkanal
zwangsgeführt ist. Es ergibt sich dann immer eine definierte Position
eines Wagenkastens aufgrund der definierten Position des vorangehenden
Wagenkastens. Dies gilt unabhängig von irgendwelchen äußeren Kräften.
Die drehfeste Fixierung eines Wagenkastens mit seinem zugehörigen
Fahrgestell ist aber nicht optimal, weil die Ausdrehwinkel der damit
verbundenen Wagenkästen relativ zu ihren zugehörigen Fahrwerken sehr
groß werden können. Dies führt insbesondere bei Kurvenfahrten zu
Problemen und unter Umständen zur Kollision mit einem entgegenkom
menden Fahrzeug auf einem benachbarten Spurkanal. Da benachbarte
Spurkanäle aus Platzersparnisgründen möglichst eng beieinander liegend
sollen, ist es ein Bestreben, die Ausdrehwinkel der Wagenkästen in
Grenzen zu halten und eine optimale Hüllkurve zu erzeugen. Mit "Hüll
kurve" ist hier die äußere Grenzlinie der Fläche links und rechts des
Spurkanals gemeint, die von den Wagenkästen bei Kurvenfahrt über
strichen wird.
In DE-C-195 26 865 ist zu diesem Zweck eine Fahrwerksteuerung vor
geschlagen worden, bei der abhängig von dem Ausdrehwinkel eines
Wagenkastens relativ zu seinem zugehörigen Fahrwerk alle weiteren
Wagenkästen relativ zu ihrem jeweils zugehörigen Fahrwerk ent
sprechend einer vorgegebenen Formel aktiv ausgelenkt werden. Die
Ausdrehwinkel der weiteren Wagenkästen wirken auf den Ausdrehwinkel
des ersten Wagenkastens zurück, so daß sich ein selbstregelndes System
ergibt. Nach der in DE-C-195 26 865 angegebenen Formel erfolgt die
Auslenkung aneinandergrenzender Wagenkästen in entgegengesetzter
Richtung, wobei die Summe aller Ausdrehwinkel 0 ergibt. D. h., wenn
sich bei Einfahrt in eine Linkskurve eine Auslenkung des ersten Wagen
kastens relativ zum Fahrwerk nach rechts bzw. in positiver Richtung
einstellt, so sorgt das Steuerungssystem für eine Auslenkung des nächst
folgenden Wagenkastens gegenüber dem zugehörigen Fahrwerk nach
links bzw. in negativer Richtung und des übernächsten Wagenkastens
wieder nach rechts bzw. in positiver Richtung usw. Durch dieses Steue
rungssystem sind nicht nur akzeptable Hüllkurven erzielbar, sondern
oftmals verbessert sich auch der Fahrkomfort, da die Fahrwerksteuerung
die Aus- und Eindrehgeschwindigkeit des Wagenkastens verringert bzw.
kontrolliert und ein Überschwingen des Wagenkastens bei Kurvenfahrt
verhindert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein spurgeführtes Fahrzeug
der eingangs genannten Art mit einem wenig aufwendigen Steuerungs
system zur Erzielung einer akzeptablen Hüllkurve vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Fahrzeug mit
einem Steuerungssystem, mit welchem der Ausdrehwinkel αn des in
Fahrtrichtung letzten Wagenkastens relativ zu seinem zugehörigen Fahr
werk in Abhängigkeit von dem Ausdrehwinkel α1 des ersten Wagen
kastens relativ zu dessen zugehörigen Fahrwerk gesteuert wird. Vorzugs
weise sind die Auslenkungswinkel α1 und αn absolut betrachtet gleich.
Insbesondere ist bei geradzahliger Anzahl n von Wagenkästen der Aus
drehwinkel α1 des ersten Wagenkastens gleichsinnig zum Ausdrehwinkel
αn des letzten Wagenkastens ist, d. h. α1 = αn. Bei ungerader Anzahl n
von Wagenkästen wird eine gegensinnige Auslenkung der ersten und
letzten Wagenkästen zu ihrem jeweiligen Fahrwerk bevorzugt, d. h. α1
= -αn. In eine allgemeingültige Formel gebracht gilt dann:
α1 = k.(-1)n.αn.
Der k-Faktor gibt dabei das Verhältnis der Drehgestellauslenkungen an.
k ist im einfachsten Fall 1. Bei k-Faktoren ungleich 1 ergibt sich eine
fahrtrichtungsabhängige Hüllkurve.
Alternativ zu der zuvor beschriebenen Lösung können auch die Gelenk
winkel β1 und βn-1 zwischen den ersten beiden und den letzten beiden
Wagenkästen in Abhängigkeit von dem Ausdrehwinkel α1 des ersten
Wagenkastens relativ zu dessen zugehörigen Fahrwerk gesteuert werden.
Es hat sich gezeigt, daß eine akzeptable Hüllkurve insbesondere dann
erzielt werden kann, wenn die Steuerung nach folgender Gleichung
erfolgt:
k1.α1 = k2.β1 + (-1)n.βn-1,
wobei k1 und k2 frei wählbare Proportionalitätsfaktoren darstellen, n die
Anzahl der Wagenkästen angibt, und die Gelenkwinkel β positiv sind,
wenn der in Fahrtrichtung nachfolgende Wagenkasten relativ zum vor
auseilenden Wagenkasten im Uhrzeiger ausgelenkt ist.
Der Proportionalitätsfaktor k1 wird vorzugsweise aus dem Verhältnis des
maximal möglichen Gelenkwinkels βmax zum maximal möglichen Aus
drehwinkel αmax gebildet. Beträgt beispielsweise der maximale Ausdreh
winkel des Fahrwerks 5° und der maximale Gelenkwinkel 40°, kann der
k-Faktor mit 8 angenommen werden. Durch Variation des k-Faktors
kann die Stellung des Fahrzeugs im Spurkanal bei Kurvenfahrt verändert
werden.
Über den Proportionalitätsfaktor k2 kann das Verhältnis der Gelenk
winkel β1 und β2 beeinflußt werden. k2 ist im einfachsten Fall 1.
Den beiden alternativen Lösungsvorschlägen liegt der gemeinsame Ge
danke zugrunde; daß lediglich die Wagenkastenposition (1. Alternative)
bzw. -positionen (2. Alternative) am Fahrzeuganfang und Fahrzeugende
miteinander in Beziehung gesetzt werden. Dazwischenliegende Wagen
kästen werden von der Steuerung weder erfaßt noch beeinflußt. Dies
führt zu einer Reduzierung des konstruktiven Aufwands des Steuerungs
systems, die mit steigender Wagenkastenanzahl umso stärker ins Ge
wicht fällt, und es ergibt sich dennoch eine annehmbare Hüllkurve.
Der Ausdrehwinkel α1 des ersten Wagenkastens relativ zum Fahrwerk
kann mittels mechanischer, hydraulischer oder elektrischer Positionsauf
nehmer erfaßt werden. Die Steuerung des letzten Wagenkasten relativ
zum Fahrwerk (1. Alternative) bzw. die Steuerung der Gelenkwinkel
zwischen den ersten beiden und den letzten beiden Wagenkästen (2.
Alternative) erfolgt mittels Stellgliedern, die wiederum mechanisch,
hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch realisiert sein können. Der
Meßwertaufnehmer und die Stellglieder sind zu einem geschlossenen
Regelkreis verknüpft.
Die Auslenkung kann bei beiden alternativen Lösungsvorschlägen voll
ständig mechanisch mittels Seilzügen oder mittels Koppelstangen reali
siert werden, indem beispielsweise bei der ersten Alternative die Aus
lenkung am ersten Fahrzeugteil mit der Auslenkung am dritten Fahr
zeugteil direkt mittels Seilzügen oder Koppelstangen gekoppelt wird.
Bei der zweiten Alternative ist jedoch für die mechanische Realisierung
zu beachten, daß sich je nach Fahrtrichtung eine andere Hüllkurve für
das Fahrzeug ergibt, weil ein Positionsaufnehmer zum Erfassen des
Ausdrehwinkels α1 nur am ersten und nicht auch am letzten Fahrzeugteil
vorgesehen ist.
Bei der elektrischen Realisierung der Fahrwerksteuerung für die erste
Alternative werden die Ausdrehwinkel des ersten und letzten Wagen
kasten zum Fahrwerk mittels geeigneter elektrischer Meßwertaufnehmer
erfaßt und ein aktives Stellglied, beispielsweise ein elektrohydraulischer,
pneumatischer oder elektromechanischer Aktuator, sorgt dann für einen
permanenten Abgleich der Auslenkungswinkel α1 und αn. Bei der elek
trischen Realisierung dient eine übergeordnete Rechnereinheit zur An
steuerung und Überwachung des aktiven Stellglieds. Es ist daher in
diesem Fall auch nicht von Bedeutung, an welcher Stelle das aktive
Stellglied wirksam ist. Das aktive Stellglied kann beispielsweise den
Ausdrehwinkel eines beliebigen Wagenkastens (außer dem ersten Wagen
kasten) steuern oder den Gelenkwinkel zwischen zwei beliebigen Wa
genkästen steuern. Das aktive Stellglied kann z. B. auch im Meßwertauf
nehmer am letzten Fahrzeugteil integriert sein. Dadurch wird in jedem
Falle eine definierte Position aller Wagenkästen des spurgeführten Fahr
zeugs in eindeutiger Weise definiert, und diese kann permanent so ver
ändert werden, daß die Auslenkungswinkel α1 und αn die vorgegebene
Beziehung α1 = αn bzw. α1 = -αn erfüllen.
Bei der elektrischen Realisierung des Steuerungssystems für die zweite
Alternative werden jeweils am ersten Fahrzeugteil und an den Fahrzeug
gelenken zwischen den ersten und den letzten beiden Wagenkästen Meß
wertaufnehmer zur Erfassung des Ausdrehwinkels α1 bzw. der Gelenk
winkel β1 und βn-1, angebracht. Wie auch bei der zuvor im Zusammen
hang mit der ersten Alternative beschriebenen Lösung wird ein aktives
Stellglied mit übergeordneter Rechnereinheit zur Ansteuerung und Über
wachung am Fahrzeug angebracht. Im Gegensatz zur zuvor beschriebe
nen mechanischen Realisierung dieser zweiten Alternative besteht bei der
elektrischen Realisierung die Möglichkeit, eine identische Hüllkurve
unabhängig von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu realisieren. Dazu
wird lediglich am letzten Fahrwerk ein weiterer Meßwertaufnehmer zur
Erfassung des Ausdrehwinkels des letzten Wagenkastens zum Fahrwerk,
das bei geänderter Fahrtrichtung zum ersten Fahrwerk wird, angebracht,
und die übergeordnete Rechnereinheit erhält vom Fahrzeugrechner ein
entsprechendes Fahrtrichtungssignal. Ein weiterer Vorteil der elek
trischen Realisierung besteht darin, daß die Radkräfte reduziert werden,
da sich die Massenkräfte der Wagenkästen nicht als Drehmomente, die
auf das Fahrwerk wirken, bemerkbar machen, sondern als Querkraft auf
das komplette Fahrwerk wirken. Hierdurch ergibt sich ein größerer
wirksamer Hebelarm für die Abstützung der Massenkräfte des Fahr
zeugs.
Die beiden alternativen Lösungen werden nachfolgend beispielhaft an
hand einer hydraulischen Realisierung des Steuerungssystems unter
Bezugnahme auf die anhängenden Figuren beschrieben. Darin bedeuten:
Fig. 1 zeigt ein Hydraulikschema für ein dreigliedriges Fahrzeug
gemäß einer Ausbildungsform für die erste Alterna
tivlösung;
Fig. 2a-d zeigen das Verhalten eines dreigliedrigen Fahrzeugs gemäß
Fig. 1 bei unterschiedlicher Schienenführung;
Fig. 3 zeigt ein Hydraulikschema für ein dreigliedriges Fahrzeug
gemäß einer Ausführungsform für die zweite Alternativ
lösung; und
Fig. 4a-d zeigen das Verhalten des dreigliedrigen Fahrzeugs aus Fig.
3 bei unterschiedlicher Schienenführung.
In Fig. 1 ist ein Hydraulikschema eines hydraulischen Steuerungs
systems für ein dreigliedriges Fahrzeug 10 dargestellt. Das Fahrzeug 10
besitzt drei Wagenkästen 11, 12, 13, die auf zugehörigen, spurgeführten
Fahrwerken 16, 17, 18 abgestützt sind. Die Fahrwerke 16, 17, 18 sind
jeweils als Drehgestell ausgebildet, so daß eine Winkelauslenkung der
Wagenkästen 11, 12, 13 zu ihrem jeweiligen Fahrwerk möglich ist. Die
Begriffe Fahrwerk und Drehgestell werden daher im folgenden synonym
verwendet. Die Wagenkästen 11 und 12 bzw. 12 und 13 sind durch
Gelenkverbindungen 14 bzw. 15 gelenkig miteinander verbunden. Der
mittlere Wagenkasten 12 stellt eine Art "Wippe" zwischen dem ersten
und dritten Wagenkasten 11 bzw. 13 dar, wobei sein Fahrwerk bzw.
sein Drehgestell 17 den Drehpunkt bildet. Dies führt dazu, daß jede
Bewegung des ersten Wagenkastens 11 eine entsprechende Gegenbewe
gung am dritten Wagenkasten 13 bewirkt und umgekehrt, weswegen das
hydraulische Steuerungssystem bei Fahrzeugen mit ungerader Anzahl n
von Wagenkästen so geschaltet ist, daß erster und letzter Wagenkasten
11 bzw. 13 gegensinnig zueinander ausgelenkt werden.
Um diese Auslenkungen zu steuern, sind am ersten und am letzten Fahr
zeugglied hydraulische Stellglieder 40, 50 bzw. 60, 70 vorgesehen, die
über ein Hydrauliksystem 20 miteinander verbunden sind. Die hydrau
lischen Stellglieder 40, 50 des ersten Fahrzeugglieds sind über Hydrau
likleitungen 21, 22 mit den hydraulischen Stellgliedern 60, 70 verbun
den, so daß sich die hydraulischen Stellglieder 40, 50 und 60, 70 gegen
seitig beeinflussen. Das Hydrauliksystem 20 wird durch einen Ventil
block 24 und Hydraulikspeicher 23 vervollständigt.
Die hydraulischen Stellglieder 40, 50, 60, 70 sind prinzipiell identisch
aufgebaut. Am Beispiel des hydraulischen Stellglieds 40 weisen sie eine
Kolbenstange 41 mit einem Kolben 43 in einem Hydraulikzylinder 46
auf, in dem die Kolbenstange 41 mit dem Kolben 43 axial geführt wird.
Die Kolbenstange 41 ist einseitig an dem Drehgestell 16 über ein Dreh
gestellgelenk 47 angelenkt. Der Hydraulikzylinder 46 ist seinerseits über
ein Wagenkastengelenk 45 an dem Wagenkasten 11 angelenkt. Diese
Konstruktion erlaubt eine Winkelauslenkung des Drehgestells 16 gegen
über dem Wagenkasten 11, wobei sich die am Drehgestell 16 fixierte
Kolbenstange 41 mit dem Kolben 43 axial in dem am Wagenkasten 11
fixierten Hydraulikzylinder 46 verschieben kann. Der Kolben 43 teilt
den Hydraulikzylinder 46 in zwei Zylinderkammern 42, 44, die sich
dementsprechend bei einer Winkelauslenkung des Wagenkasten 11 zum
Drehgestell 16 einerseits vergrößern und andererseits verkleinern.
Die hydraulischen Stellglieder 40, 50 am ersten Fahrzeugglied bzw. 60,
70 am letzten Fahrzeugglied sind parallel zueinander beidseitig zum
Drehgestell 16 bzw. 18 angeordnet. D. h., eine Drehung des Wagen
kastens 11 relativ zum Drehgestell 16 um den Ausdrehwinkel α1 in
Pfeilrichtung (Fig. 1) bewirkt eine Verschiebung des Kolbens 43 im
Hydraulikzylinder 46 nach rechts und eine Verschiebung des Kolbens 53
im Hydraulikzylinder des gegenüberliegenden hydraulischen Stellglieds
50 nach links.
Beim Einfahren des Fahrzeugs in eine Rechtskurve ergibt sich dann
folgendes Verhalten. Das Drehgestell 16 des ersten Fahrzeugteils dreht
sich unter dem Wagenkasten 11 nach rechts weg. Das heißt, der Wagen
kasten 11 dreht relativ zum Drehgestell 16 nach links, d. h. im Gegen
uhrzeigersinn bzw. in negativer Drehrichtung, um den Ausdrehwinkel α1
(Pfeilrichtung in Fig. 1). Dadurch verkleinern sich die Zylinderkammern
42, 52 und vergrößern sich die Zylinderkammern 44, 54. Die sich ver
kleinernden Zylinderkammern 42, 52 sind an die Hydraulikleitung 22
angeschlossen, so daß das verdrängte Hydrauliköl aus den Zylinderkam
mern 42, 52 in die Hydraulikleitung 22 fließt. In entsprechender Weise
fließt Hydrauliköl aus der Hydraulikleitung 21 in die sich vergrößernden
Zylinderkammern 44, 54. Dieser Hydraulikölfluß wird zur Auslenkung
des letzten Wagenkastens 13 relativ zu dessen Fahrwerk bzw. Drehge
stell 18 genutzt. D. h., daß aus den Zylinderkammern 42, 52 verdrängte
Hydrauliköl fließt in die Zylinderkammern 62, 72 der hydraulischen
Stellglieder 60, 70 des letzten Fahrzeugglieds, wodurch gleichzeitig
Hydrauliköl in entsprechender Menge aus den Zylinderkammern 64, 74
der hydraulischen Stellglieder 60, 70 durch die Hydraulikleitung 21 in
die sich vergrößernden Zylinderkammern 44, 54 der hydraulischen
Stellglieder 40, 50 des ersten Fahrzeugglieds verdrängt wird. Dadurch
ergibt sich ein Ausdrehwinkel an des letzten Wagenkastens 13 zum
Drehgestell 18 im Uhrzeigersinn bzw. in positiver Drehrichtung (Pfeil
richtung Fig. 1), denn das Drehgestell 18 ist aufgrund der
Schienenführung am Ausdrehen gehindert. Das zuvor beschriebene
Steuerungssystem regelt sich somit selbsttätig zu jedem Zeitpunkt in eine
definierte Position ein.
Die Ausdrehwinkel α1 und αn des ersten Wagenkastens 11 und des
letzten Wagenkastens 13 sind gegensinnig, weil die Anzahl n an Wagen
kästen ungerade ist. Das zuvor beschriebene Steuerungssystem ist auch
für Fahrzeuge mit mehr als drei Gliedern anwendbar, wobei bei Fahr
zeugen mit gerader Anzahl n an Wagenkästen durch Vertauschung der
Anschlüsse der Hydraulikleitungen 21, 22 an den hydraulischen Stell
gliedern 60, 70 erreicht wird, daß in diesen Fällen die Drehrichtungen
des ersten Wagenkastens 11 und des letzten Wagenkastens 13 gegenüber
ihrem jeweiligen Drehgestell 16, 18 nicht gegensinnig sondern gleich
sinnig sind.
Aufgrund des identischen Aufbaus aller hydraulischen Stellglieder 40,
50, 60, 70 ist das absolute Maß des Ausdrehwinkels α1 am ersten Fahr
zeugglied identisch zum Maß des Ausdrehwinkels αn am letzten Fahr
zeugglied:
|α1| = |αn|
Bei ungerader Anzahl an Wagenkästen gilt:
α1 = -αn
und bei gerader Anzahl an Wagenkästen gilt:
α1 = αn.
Dies läßt sich auch allgemein angeben durch:
α1 = k.(-1)n.αn.
Das zuvor beschriebene hydraulische Steuerungssystem stellt gleichzeitig
eine Knickschutzreinrichtung dar, wie nachfolgend erläutert wird. Auf
einem geradlinigen Spurkanal nimmt das Fahrzeug die in Fig. 1 gezeig
te Stellung ein. D. h., alle Wagenkästen 11, 12, 13 und Fahrwerke 16,
17, 18 sind linear zueinander angeordnet. Der Versuch, beispielsweise
den ersten Wagenkasten 11 aufgrund von böigen Winden oder ähnlichen
äußeren Einflüssen auszulenken, würde dazu führen, daß der letzte
Wagenkasten 13 aufgrund des verdrängten Hydraulikölvolumens in
Gegenrichtung ausgelenkt wird. Die Auslenkung des letzten Wagen
kastens 13 würde jedoch wieder eine Verdrängung eines identischen
Ölvolumens bewirken, aufgrund dessen der erste Wagenkasten in seine
Ausgangsposition zurückgedreht wird. Da die hydraulischen Stellglieder
40, 50 bzw. 60, 70 der ersten und letzten Fahrzeugglieder über das
Hydrauliksystem ständig in Verbindung stehen, kann somit im geraden
Spurkanal aufgrund der vorbeschriebenen Vorgänge eine Auslenkung des
ersten Wagenkastens 11 nicht auftreten. Dies gilt für alle äußeren Kräfte
und alle Wagenkästen, auch den mittleren Wagenkasten 12, da dessen
Position durch die Positionen der ersten und letzten Wagenkästen 11, 13
definiert wird.
Durch die Kopplung des ersten mit dem letzten Fahrzeugteil ergibt sich
bei einem k-Faktor von 1 für beide Fahrtrichtungen ein symmetrisches
Verhalten. Das bedeutet, die Hüllkurve des Fahrzeugs ist unabhängig
von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Auf die hydraulischen Stellglieder
50 und 70 kann auch verzichtet werden, ohne daß sich an dem Prinzip
und dem erreichten Ergebnis etwas ändert. Allerdings ist die paarweise
Anordnung von jeweils zwei Stellgliedern pro Fahrwerk zu bevorzugen,
da dadurch automatisch eine Entkopplung der Längs- und Querbewegung
des Fahrzeugs erreicht wird.
In den Fig. 2a bis 2d ist das Verhalten eines dreigliedrigen Fahr
zeugs bei unterschiedlicher Schienenführung dargestellt. Das Verhältnis
des Drehgestellabstands zum Radius R des Spurkanals beträgt 7/17 m/m,
d. h., ca. 0,4. In den Zeichnungen sind die Ausdrehwinkel α1 der Wa
genkästen zu ihrem jeweils zugehörigen Fahrwerk angegeben, wobei ein
positiver Ausdrehwinkel α eine Auslenkung des Wagenkastens gegen
über dem Fahrwerk bzw. Spurkanal im Uhrzeigersinn angibt.
In Fig. 2a ist das Verhalten des Fahrzeugs bei Kurveneinfahrt (Pfeil
richtung) dargestellt. Eine identische Konstellation ergibt sich auch bei
umgekehrter Fahrtrichtung. Der Ausdrehwinkel des führenden Wagen
kastens 11 relativ zum Fahrwerk 16 beträgt α1 = -3° und der des letzten
Wagenkastens 13 relativ zum Fahrwerk 18 einen Ausdrehwinkel α3 =
3°. Dadurch ergibt sich bei dem mittleren Fahrzeugteil ein Ausdrehwin
kel des Wagenkastens 12 relativ zum Fahrwerk 17 zu α2 ≈ -2°.
Fig. 2b zeigt dasselbe dreigliedrige Fahrzeug während der Kurven
fahrt. Es stellt sich ein Ausdrehwinkel von α1 = +3° am führenden
Fahrzeugteil und α3 = -3° am letzten Fahrzeugteil ein. Der Ausdreh
winkel α2 am mittleren Fahrzeugteil beträgt α2 ≈ -2°.
In Fig. 2c ist dasselbe dreigliedrige Fahrzeug beim Durchfahren einer
Kurve mit Zwischengerade dargestellt. Die sich einstellenden Aus
drehwinkel betragen bei dem führenden Fahrzeugteil α1 = -5°, bei dem
letzten Fahrzeugteil dementsprechend α3 = +5° und bei dem mittleren
Fahrzeugteil α2 ≈ 1,5°.
In Fig. 2d ist das Verhalten desselben dreigliedrigen Fahrzeugs beim
Befahren eines S-Bogens mit Zwischengerade dargestellt. Die Aus
drehwinkel am ersten und letzten Fahrzeugteil ergeben sich zu α1 = α3
= 0°. Der sich am mittleren Fahrzeugteil einstellende Ausdrehwinkel
beträgt α2 ≈ 5°.
In den Fig. 2a bis 2d sind die hydraulischen Stellglieder 40 und 60
schematisch dargestellt, deren Stellzylinder jeweils mit den Wagenkästen
und deren Kolbenstangen jeweils mit dem Drehgestell bzw. Fahrwerk
verbunden sind, wie in Bezug auf Fig. 1 erläutert. Die Lage des Kol
bens in dem Hydraulikzylinder des hydraulischen Stellglieds ist jeweils
angedeutet.
In Fig. 2d ist eine mögliche Position für ein aktives Stellglied 90 dar
gestellt, wie es bei elektrischer Realisierung des Steuerungssystems
vorgesehen werden kann. D. h., statt der hydraulischen Stellglieder 40,
60 wird beispielsweise ein hydraulisches Stellglied 100 zwischen zwei
Wagenkästen zur Steuerung eines Gelenkwinkels β vorgesehen. Der Ge
lenkwinkel β wird so eingestellt, daß die Ausdrehwinkel α1 und α3 ab
solut betrachtet gleich groß und gegensinnig sind. Die Auslenkungs
winkel α1 und α3 werden mit geeigneten Meßaufnehmern ermittelt, und
das aktive Stellglied 100 mittels einer übergeordneten Rechnereinheit
gesteuert.
In Fig. 3 ist ein Hydraulikschema für ein dreigliedriges Fahrzeug
entsprechend der zweiten Lösungsalternative dargestellt. Abgesehen von
Einzelheiten des Hydraulikschemas entspricht das in Fig. 3 dargestellte
Fahrzeug dem in Fig. 1 dargestellten Fahrzeug. Gleiche Teile sind
daher mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Zwischen dem Wagen
kasten 11 und dem Drehgestell 16 des führenden Fahrzeugteils sind
hydraulische Stellglieder 40, 50 in identischer Weise vorgesehen, wie
zuvor im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert, um den Ausdrehwinkel
α1 am führenden Fahrzeugteil zwischen dem Wagenkasten 11 und dem
Fahrwerk bzw. Drehgestell 16 zu erfassen und zu beeinflussen. Dement
sprechend würde auch ein einzelnes hydraulisches Stellglied 40 bzw. 50
für die beabsichtigten Zwecke grundsätzlich ausreichen.
Im Gegensatz zu der ersten Alternative der Erfindung sind bei dieser
zweiten Alternative anstelle der hydraulischen Stellglieder 60, 70 am
letzten Fahrzeugteil hydraulische Stellglieder 80 und 90 zwischen den
ersten beiden Wagenkästen 11, 12 und den letzten beiden Wagenkästen
12, 13 vorgesehen. Mit den hydraulischen Stellgliedern 80, 90 wird an
den Gelenkverbindungen 14, 15 der Gelenkwinkel β zwischen angren
zenden Wagenkästen gesteuert.
Dazu sind die hydraulischen Stellglieder 80, 90 über Wagenkastengelen
ke 85 bzw. 95 mit den jeweiligen Wagenkästen 11, 12 bzw. 12, 13
gelenkig verbunden. Eine Auslenkung des führenden Wagenkastens 11
gegenüber seinem zugehörigen Fahrwerk bzw. Drehgestell 16 um den
Ausdrehwinkel α1 wird mittels der Hydraulikleitungen 21, 22 auf die
hydraulischen Stellglieder 80, 90 aufgeschaltet, die dadurch auf die
Gelenkwinkel β1 bzw. βn-1 zwischen den ersten beiden und letzten beiden
Wagenkästen 11, 13 einwirken. Ein positiver Ausdrehwinkel α1 bedeutet
ein Ausdrehen des Wagenkastens 11 relativ zum Fahrwerk 16 im
Uhrzeigersinn. Ein positiver Winkel β bedeutet ein Auslenken des in
Fahrtrichtung nachfolgenden Wagenkastens relativ zum vorauseilenden
Wagenkasten im Uhrzeigersinn.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Hydraulikschema sind die hydrau
lischen Stellglieder 80, 90 identisch ausgebildet, insbesondere also mit
identischen Zylinderkammervolumen. Die Zylinderkammervolumen 42,
44 bzw. 52, 54 der hydraulischen Stellglieder 40, 50 am führenden
Fahrzeugteil sind demgegenüber größer ausgebildet. Die Volumengröße
der Zylinderkammern 42, 44 und 52, 54 bestimmt deshalb den Pro
portionalitätsfaktor k in der folgenden Gleichung:
k.α1 = β1 - β2,
die von dem in Fig. 3 dargestellten Hydraulikschema erfüllt wird.
Dabei gibt α1 den Ausdrehwinkel des führenden Wagenkasten relativ
zum Fahrwerk und β1, β2 die Gelenkwinkel zwischen dem ersten und
zweiten bzw. zweiten und dritten Wagenkasten an.
Der Proportionalitätsfaktor k sollte in etwa dem Verhältnis aus dem
maximal möglichen Gelenkwinkel βmax und maximal möglichen Ausdreh
winkel αmax entsprechen. Bei einem maximalen Gelenkwinkel von βmax =
40° und einem maximalen Ausdrehwinkel αmax = 5° ergibt sich k = 8.
Bei einem Ausdrehwinkel α1 des führenden Wagenkastens 11 im Gegen
uhrzeigersinn (Pfeilrichtung in Fig. 3) zu dem Fahrwerk bzw. Drehge
stell 16 des führenden Fahrzeugteils bewegt sich der Kolben 43 aus dem
Hydraulikzylinder 46 heraus und der Kolben 53 in den Hydraulikzylin
der 56 hinein. Das aus den Zylinderkammern 42 und 52 verdrängte
Hydraulikölvolumen wird über die Hyraulikleitung 22 so in die
Zylinderkammern der hydraulischen Stellglieder 80, 90 geleitet, daß
deren Kolben 83, 93 innerhalb der Hydraulikzylinder 86, 96 in Pfeil
richtung verschoben werden. Der zuvor beschriebene Vorgang tritt bei
spielsweise bei Einfahrt in eine Rechtskurve auf (siehe auch Fig. 4a),
so daß sich die Wagenkästen 11, 12, 13 während der Kurveneinfahrt
zick-zack-förmig anordnen.
Das Verhalten des Fahrzeugs beim Einfahren in eine Kurve ist in Fig.
4a dargestellt. Bei umgekehrter Fahrtrichtung, d. h. bei Kurvenausfahrt,
nimmt das Fahrzeug dieselbe Stellung ein. Allerdings nehmen die einzel
nen. Fahrzeugteile bei Einfahrt in eine Kurve in umgekehrter Fahrtrich
tung eine andere Stellung ein, als die in Fig. 4a dargestellte Fahrzeug
stellung, da der Fahrzeugteil mit den hydraulischen Stellgliedern 40, 50
in einem solchen Fall erst als letztes Fahrzeugteil in die Kurve einfährt.
Bei der in Fig. 4a dargestellten Fahrzeugstellung wurde der Propor
tionalitätsfaktor k = 8 gewählt, so daß sich ein Ausdrehwinkel α1
zwischen dem Wagenkasten 11 und dem zugehörigen Fahrwerk bzw.
Drehgestell 16 des führenden Fahrzeugteils zu α1 = -2,375° einstellt,
während die Gelenkwinkel β1 und β2 zwischen den führenden beiden
Wagenkästen 11, 12 und den letzten beiden Wagenkästen 12, 13 dann β1
= -17° bzw. β2 = +5° betragen. Ein positiver Winkel β1 bzw. β2
bedeutet, daß der in Fahrtrichtung nachfolgende Wagenkasten relativ
zum vorauseilenden Wagenkasten im Uhrzeigersinn ausgelenkt ist.
Im Laufe der Kurvenfahrt ändern sich die Gelenkwinkel β1 und β2. In
Fig. 4b ist das dreigliedrige Fahrzeug während der Kurvenfahrt ge
zeigt. Bei den gegebenen Verhältnissen zwischen Kurvenradius R und
Länge der Wagenkästen stellen sich die Gelenkwinkel β1 = β2 = -25°
zwischen den ersten beiden und letzten beiden Wagenkästen ein,
während der Ausdrehwinkel des Wagenkastens 11 des führenden Fahr
zeugteils gegenüber dem zugehörigen Fahrwerk bzw. Drehgestell 16 α1
= 0 beträgt. Das heißt, bei konstanter Kurvenfahrt ist der Ausdrehwin
kel α1 = 0 und die Gelenkwinkel β sind gleich. Nur bei Kurvenaus- und
-einfahrt ergibt sich eine gegensinnige Auslenkung der Gelenkwinkel β.
In Fig. 4c ist das Verhalten des Fahrzeugs beim Durchfahren einer
Kurve mit Zwischengerade dargestellt. In der dargestellten Position
stellen sich der Ausdrehwinkel α1 = -1,5° und die Gelenkwinkel zu β1
= -17° und β2 = -5° ein.
In Fig. 4d ist das Verhalten des dreigliedrigen Fahrzeugs beim Durch
fahren eines S-Bogens mit Zwischengerade dargestellt. Der sich ein
stellende Ausdrehwinkel α1 am führenden Fahrzeugteil beträgt α1 ≈ 4°
und die Gelenkwinkel zwischen den ersten beiden und den letzten beiden
Wagenkästen stellen sich zu β1 = 13° und β2 = -19° ein.
In Fig. 4d ist desweiteren ein aktives Stellglied 100 als elektrohy
draulisches Stellglied dargestellt, das die hydraulischen Stellglieder 40,
50, 80, 90 zwischen den ersten beiden und den letzten beiden
Wagenkästen und zwischen dem Fahrwerk 16 und dem Wagenkasten 11
des führenden Fahrzeugteils ersetzt. Zusätzlich zu dem aktiven Stellglied
100 müssen jedoch Meßwertaufnehmer vorgesehen sein, die die Gelenk
winkel β1 und β2 sowie den Ausdrehwinkel α1 ermitteln, damit durch
geeignete Einstellung des Gelenkwinkels β2 mittels dem aktiven Stell
glied 100 die vorgegebene Gleichung
k.α1 = β1 - β2
erfüllt werden kann.
Die elektrische Realisierung des Steuerungssystems hat gegenüber der
mechanischen und hydraulischen Realisierung den Vorteil, daß durch
Vorsehen eines weiteren Positionsaufnehmers identische Hüllkurven für
das Fahrzeug unabhängig von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs erhalten
werden können. Es ist lediglich notwendig, einen weiteren Meßwertauf
nehmer am letzten Fahrzeugteil zur Bestimmung des Ausdrehwinkels α3
zwischen dem Wagenkasten 13 und dem zugehörigen Fahrwerk 18 bzw.
Drehgestell des letzten Fahrzeugteils vorzusehen. Je nach Fahrtrichtung
würde dann der Auslenkungswinkel α am entsprechenden führenden
Fahrzeugteil ermittelt, um die vorgegebene Gleichung zu erfüllen.
Die Gleichung
k1.α1 = k2.β1 - β2
gilt für dreigliedrige Fahrzeuge. Um die zick-zack-förmige Auslenkung
der einzelnen Fahrzeugteile bei Fahrzeugen mit ungerader Anzahl n an
Wagenkästen sicherzustellen, gilt allgemein
k1.α1 = k2.β1 - βn-1.
Bei gerader Anzahl n an Wagenkästen gilt entsprechend
k1.α1 = k2.β1 + βn-1.
Als generelle Formel läßt sich dies ausdrücken durch
k1.α1 = k2.β1 + (-1)nβn-1,
wobei n die Anzahl der Wagenkästen, k1 und k2 freiwählbare Proportio
nalitätsfaktoren, α1 den Ausdrehwinkel des führenden Wagenkastens
relativ zum Fahrwerk und β1 bzw. βn-1 den Gelenkwinkel zwischen den
ersten beiden und zwischen den letzten beiden Wagenkästen angibt, und
wobei die Gelenkwinkel β positiv sind, wenn der nachfolgende Wagen
kasten relativ zum vorauseilenden Wagenkasten im Uhrzeigersinn ausge
lenkt ist.
Claims (33)
1. Spurgeführtes Fahrzeug (10), insbesondere Schienenfahrzeug
für den Nahverkehr, bestehend aus mindestens drei gelenkig miteinander
verbundenen Wagenkästen (11, 12, 13), die jeweils auf einem zuge
hörigen Fahrwerk (16 bzw. 17 bzw. 18) in horizontaler Richtung dreh
bar abgestützt sind, gekennzeichnet durch ein Steuerungssystem, mit
welchem der Ausdrehwinkel (an) des in Fahrtrichtung letzten Wagen
kastens (13) relativ zu seinem zugehörigen Fahrwerk (18) in Abhängig
keit von dem Ausdrehwinkel (αn) des ersten Wagenkastens (11) relativ
zu dessen zugehörigen Fahrwerk (16) gesteuert wird.
2. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Maß des Ausdrehwinkels (α1) des ersten Wagen
kastens (11) proportional dem Maß des Ausdrehwinkels (αn) des letzten
Wagenkastens (13) ist, so daß gilt
|α1| = k. |αn|,
wobei n die Anzahl der Wagenkästen angibt und k einen Proportionalitätsfaktor darstellt, mittels dessen das Verhältnis der Ausdrehwinkel (α1, αn) des ersten und des letzten Fahrwerks (11, 13) variiert werden kann.
|α1| = k. |αn|,
wobei n die Anzahl der Wagenkästen angibt und k einen Proportionalitätsfaktor darstellt, mittels dessen das Verhältnis der Ausdrehwinkel (α1, αn) des ersten und des letzten Fahrwerks (11, 13) variiert werden kann.
3. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Richtung der Ausdrehwinkels (αn) des letzten Wagen
kastens (13) bei gerader Anzahl (n) von Wagenkästen gleichsinnig zur
Richtung des Ausdrehwinkels (α1) des ersten Wagenkastens (11) ist, so
daß gilt α1 = αn, und bei ungerader Anzahl (n) von Wagenkästen gegen
sinnig ist, so daß gilt α1 = -αn.
4. Spurgeführtes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdrehwinkel (α1) des ersten Wagen
kastens (11) mittels einem mechanischen, einem hydraulischen oder
einem elektrischen Meßwertaufnehmer (40, 50) erfaßt wird.
5. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß zum Auslenken des letzten Wagenkastens (13) ein mecha
nisches Auslenkungsystem vorgesehen ist.
6. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das mechanische Auslenkungssystem und der mechanische
Meßwertaufnehmer als ein geschlossenes Regelsystem aus Koppelstangen
realisiert ist.
7. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das mechanische Auslenkungssystem und der mechanische
Meßwertaufnehmer als ein geschlossenes Regelsystem mittels Seilzügen
realisiert ist.
8. Spurgeführtes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Auslenken des letzten Wagenkastens
(13) ein elektrisches Auslenkungsystem vorgesehen ist.
9. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elektrische Auslenkungssystem einen elektrohydrau
lischen Aktuator umfaßt.
10. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elektrische Auslenkungssystem einen elektro
mechanischen Aktuator umfaßt.
11. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das elektrische Auslenkungssystem ein
pneumatisches Stellglied umfaßt.
12. Spurgeführtes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Auslenken des letzten Wagenkastens
(13) ein hydraulisches Auslenkungsystem (60, 70) vorgesehen ist.
13. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (40, 50) hydraulisch ausgebildet ist
und ein hydraulisches Übertragungssystem zwischen dem hydraulischen
Meßwertaufnehmer und dem hydraulischen Auslenkungssystem (60, 70)
vorgesehen ist, und daß der Meßwertaufnehmer (40, 50) seinerseits als
Auslenkungssystem für den ersten Wagenkasten (11) wirkt, wodurch ein
geschlossener hydraulischer Regelkreis realisiert ist.
14. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das hydraulische Auslenkungssystem (60, 70) des
letzten Wagenkastens (13) und/oder der hydraulische Meßwertaufnehmer
(40, 50) am ersten Wagenkasten (11) durch zwei hydraulische Stell
glieder (60, 70 bzw. 40, 50) realisiert ist, die einander gegenüberliegend
zur Fahrzeuglängsachse am Fahrwerk (16 bzw. 18) angreifen.
15. Spurgeführtes Fahrzeug (10), insbesondere Schienenfahrzeug
für den Nahverkehr, bestehend aus mindestens drei gelenkig miteinander
verbundenen Wagenkästen (11, 12, 13), die jeweils auf einem zuge
hörigen Fahrwerk (16 bzw. 17 bzw. 18) in horizontaler Richtung dreh
bar abgestützt sind, gekennzeichnet durch ein Steuerungssystem, mit
welchem die Gelenkwinkel (β1, βn-1,) der Gelenkverbindungen (14, 15)
zwischen den in Fahrtrichtung ersten beiden Wagenkästen (11, 12) und
zwischen den in Fahrtrichtung letzten beiden Wagenkästen (12, 13) in
Abhängigkeit von dem Ausdrehwinkel (α1) des in Fahrtrichtung ersten
Wagenkastens (11) relativ zu dessen zugehörigen Fahrwerk (16) gesteu
ert werden.
16. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ausdrehwinkel (α1) des ersten Wagenkastens (11) und
die Gelenkwinkel (β1 und βn-1) zwischen den in Fahrtrichtung ersten
beiden Wagenkästen (11, 12) und den in Fahrtrichtung letzten beiden
Wagenkästen (12, 13) die folgende Gleichung erfüllen:
k1.α1 = k2.β1 + (-1)n.βn-1,
wobei k1 und k2 frei wählbare Proportionalitätsfaktoren darstellen, n die Anzahl der Wagenkästen angibt und die Gelenkwinkel (β1, βn-1) positiv sind, wenn der in Fahrtrichtung nachfolgende Wagenkasten relativ zum vorauseilenden Wagenkasten im Uhrzeigersinn ausgelenkt ist.
k1.α1 = k2.β1 + (-1)n.βn-1,
wobei k1 und k2 frei wählbare Proportionalitätsfaktoren darstellen, n die Anzahl der Wagenkästen angibt und die Gelenkwinkel (β1, βn-1) positiv sind, wenn der in Fahrtrichtung nachfolgende Wagenkasten relativ zum vorauseilenden Wagenkasten im Uhrzeigersinn ausgelenkt ist.
17. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich der Proportionalitätsfaktor (k1) aus dem Verhältnis des
maximal möglichen Gelenkwinkels (βmax) und dem maximal möglichen
Ausdrehwinkel (αmax) ergibt zu
k1 = βmax/αmax.
k1 = βmax/αmax.
18. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 16 oder 17, dadurch
gekennzeichnet, daß der Proportionalitätsfaktor k1 = 8 ist.
19. Spurgeführtes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der Proportionalitätsfaktor k2 = 1 ist.
20. Spurgeführtes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdrehwinkel (α1) des ersten Wagen
kastens (11) mittels einem mechanischen, einem hydraulischen oder
einem elektrischen Meßwertaufnehmer (40, 50) erfaßt wird.
21. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß zum Steuern der Gelenkwinkel (β1, βn-1) ein mechanisches
Auslenksystem vorgesehen ist.
22. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß das mechanische Auslenkungssystem und der mechanische
Meßwertaufnehmer als ein geschlossenes Regelsystem aus Koppelstangen
realisiert ist.
23. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß das mechanische Auslenkungssystem und der mechanische
Meßwertaufnehmer als ein geschlossenes Regelsystem mittels Seilzügen
realisiert ist.
24. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß zum Steuern der Gelenkwinkel (β1, βn-1) ein elektrisches
Auslenkungssystem vorgesehen ist.
25. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elektrische Auslenkungssystem einen elektrohydrau
lischen Aktuator umfaßt.
26. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elektrische Auslenkungssystem einen elektro
mechanischen Aktuator umfaßt.
27. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 24 dadurch
gekennzeichnet, daß das elektrische Auslenkungssystem ein
pneumatisches Stellglied umfaßt.
28. Spurgeführtes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 24 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Meßwertaufnehmer am Fahr
werk (16) des ersten Wagenkastens (11) und an den Gelenkverbindungen
(14, 15) zwischen den beiden ersten (11, 12) und zwischen den beiden
letzten Wagenkästen (12, 13) vorgesehen sind.
29. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 24 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß das elektrische Auslenkungssystem ein aktives
Stellglied (100) zwischen zwei benachbarten Wagenkästen (11, 12 oder
12, 13) zur Beeinflussung eines Gelenkwinkels (β) umfaßt.
30. Spurgeführtes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 24 bis 28,
dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Auslenkungssystem ein
aktives Stellglied zwischen einem Fahrwerk (12 oder 13), das nicht das
in Fahrtrichtung erste Fahrwerk (11) ist, und dem zugehörigen Wagen
kasten (17 bzw. 18) zum Auslenken des Wagenkastens gegenüber dem
Fahrwerk umfaßt.
31. Spurgeführtes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 30,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern der Gelenkwinkel (β1, βn-1) ein
hydraulisches Auslenkungssystem (80, 90) vorgesehen ist.
32. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 31, dadurch gekenn
zeichnet, daß zum Erfassen des Ausdrehwinkels (α1) am ersten Wagen
kasten ein Meßwertaufnehmer (40, 50) hydraulisch ausgebildet ist, der
gleichzeitig zum Steuern des Ausdrehwinkels (α1) dient, und ein hydrau
lisches Übertragungssystem (20) zwischen dem hydraulischen Meßwert
aufnehmer (40, 50) und dem hydraulischen Auslenkungssystem (80, 90)
vorgesehen ist, wodurch ein geschlossener hydraulischer Regelkreis
realisiert ist.
33. Spurgeführtes Fahrzeug nach Anspruch 31 oder 32, dadurch
gekennzeichnet, daß der hydraulische Meßwertaufnehmer (40, 50) am
ersten Wagenkasten (11) durch zwei hydraulische Stellglieder (40, 50)
realisiert ist, die einander gegenüberliegend zur Fahrzeuglängsachse am
Fahrwerk (16) angreifen.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999136564 DE19936564A1 (de) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr |
EP00116402A EP1074448A1 (de) | 1999-08-04 | 2000-07-28 | Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999136564 DE19936564A1 (de) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19936564A1 true DE19936564A1 (de) | 2001-02-08 |
Family
ID=7917066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999136564 Withdrawn DE19936564A1 (de) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1074448A1 (de) |
DE (1) | DE19936564A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004045529B3 (de) * | 2004-09-20 | 2006-02-16 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs |
EP2065286A1 (de) | 2007-11-28 | 2009-06-03 | Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH | Schienenfahrzeug sowie Verfahren zur Kopplung von Drehgestellen eines Schienenfahrzeuges |
DE102008063260A1 (de) * | 2008-12-31 | 2010-09-16 | Bombardier Transportation Gmbh | Fahrzeug mit mehreren gelenkig verbundenen Wagenkästen |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005026697A1 (de) | 2005-06-09 | 2006-12-14 | Siemens Ag | Passive Hydrauliksteuerung mit Positionskorrektur durch richtungsgesteuerten Ölaustausch |
DE102009033981A1 (de) * | 2009-07-16 | 2011-01-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Drehgestellquerkopplung |
FI124938B (fi) * | 2012-06-04 | 2015-03-31 | Helsingin Kaupungin Liikennelaitos Liikelaitos | Kiskokulkuneuvo |
CN106828528A (zh) * | 2017-01-03 | 2017-06-13 | 株洲九方装备股份有限公司 | 一种城际轨道车辆车身抗折弯控制方法及装置 |
DE102018205727A1 (de) * | 2018-04-16 | 2019-10-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Spannhebel zur Gelenkfixierung eines Schienenfahrzeugs |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH690032A5 (fr) * | 1994-07-13 | 2000-03-31 | Vevey Technologies Sa | Procédé de réglage de l'orientation des dispositifs de roulement à roues orientables d'un ensemble roulant sur rail et ensemble roulant utilisant ce procédé. |
DE19526865C1 (de) | 1995-07-22 | 1996-10-17 | Duewag Ag | Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr |
DE19654862C2 (de) * | 1996-12-04 | 1999-11-04 | Abb Daimler Benz Transp | Verfahren zur Beeinflussung des Knickwinkels von Schienenfahrzeug-Wagenkästen und Schienenfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens |
DE19712752C2 (de) * | 1997-03-26 | 2003-03-27 | Bombardier Transp Gmbh | Schienenfahrzeug mit Knickgelenk und Verfahren zur Steuerung des Knickwinkels |
-
1999
- 1999-08-04 DE DE1999136564 patent/DE19936564A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-07-28 EP EP00116402A patent/EP1074448A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004045529B3 (de) * | 2004-09-20 | 2006-02-16 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs |
EP2065286A1 (de) | 2007-11-28 | 2009-06-03 | Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH | Schienenfahrzeug sowie Verfahren zur Kopplung von Drehgestellen eines Schienenfahrzeuges |
DE102007057155A1 (de) | 2007-11-28 | 2009-06-04 | Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh | Schienenfahrzeug sowie Verfahren zur Kopplung von Drehgestellen eines Schienenfahrzeuges |
DE102008063260A1 (de) * | 2008-12-31 | 2010-09-16 | Bombardier Transportation Gmbh | Fahrzeug mit mehreren gelenkig verbundenen Wagenkästen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1074448A1 (de) | 2001-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3331559C2 (de) | ||
DE2660079C3 (de) | Verstelleinrichtung für einen Schienenfahrzeug-Radsatz in einem zwei- oder mehrachsigen Drehgestell | |
DE19902556B4 (de) | Lenkgetrieb mit redundantem Antrieb | |
DE19714485A1 (de) | Lenkung für ein mehrachsiges Fahrzeug | |
DE4140126C2 (de) | Laufwerk für Schienenfahrzeuge | |
DE3529178A1 (de) | Steuereinrichtung fuer eine radaufhaengung | |
WO2003008266A1 (de) | Auftriebsklappen-mechanismus | |
DE102012219888A1 (de) | Zahnstange für eine Zahnstangenlenkung eines Kraftfahrzeuges | |
DE3123858A1 (de) | Laufwerk fuer ein schienenfahrzeug | |
DE102020209607B4 (de) | Verschlussanordnung zum Verschließen einer Tankmulde einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs | |
DE2518476A1 (de) | Lenksystem fuer fahrzeuge | |
DE19936564A1 (de) | Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr | |
DE69517596T2 (de) | Flugzeugfahrwerkachslenkung ohne lenkstange | |
EP0575696B1 (de) | Laufwerk für Schienenfahrzeuge | |
DE19712752A1 (de) | Schienenfahrzeug mit Knickgelenk | |
DE2513453A1 (de) | Lenkgestaenge | |
EP1373048B1 (de) | Selbstlenkendes, dreiachsiges laufgestell | |
DE4400547C1 (de) | Vorrichtung zur Beeinflussung der Deformationszone bei Kraftfahrzeugen | |
DE3820967A1 (de) | Allradlenkeinrichtung fuer kraftfahrzeuge | |
EP0755839B2 (de) | Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr | |
DE2456165C3 (de) | Lenkvorrichtung für Gelenkwagenzüge | |
DE19824013A1 (de) | Spurgeführtes Fahrzeugsystem | |
EP0613812B1 (de) | Laufwerk für ein Schienenfahrzeug mit radialer Einstellbarkeit | |
EP2423067B1 (de) | Schienenfahrzeug, Laufwerkseinheit für ein Schienenfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs | |
DE102008063768A1 (de) | Fahrzeug mit Wankstützen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120301 |