DE2003334A1

DE2003334A1 - Kurvenabhaengige Steuerungseinrichtung fuer Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2003334A1
Application number: DE19702003334
Authority: DE
Inventors: Hans Poellinger
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1970-01-26
Filing date: 1970-01-26
Publication date: 1971-08-19
Also published as: FR2076950A5; ES387593A1; DE2003334C3; US3688703A; CA930450A; CH523539A; SE369172B; GB1291549A; DE2003334B2; NO127567B

Description

München, den22.1.1970 P-Le/ma - 909 -

Khorr - Bremse G.m.b.H., 8 München 13» Moosacher

Straße 80

Kurvenabhängige Steuerungseinrichtung für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine kurvenabhängige Steuerungseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für eine Neigungssteuerung von Schienenfahrzeugen, mit einer beim Durchfahren von Kurven Steuersignale abgebenden, im Fahrzeug, angeordneten Meßeinrichtung.

Es sind bereits der deutschen Patentanmeldung P 16 05 084.J entsprechende kurvenabhängige Steuerungseinrichtungen für Fahrzeuge bekannt geworden, welche insbesondere zur Neigungssteuerung von mit Luftfederungen ausgerüsteten Schienenfahrzeugen dienen. Diese Steuerungseinrichtungen sind mit einer beim Durchfahren von Kurven Steuersignale abgebenden, im Fahrzeug angeordneten Meßeinrichtung versehen, welche ein drehwinkelbeschleunigungs-und drehgeschwindigkeitsempfindliches, während des Auftretens von Drehwinkelbeechleunigungen und von Drehbewegungen des Fahrzeuges um dessen Vertikalachse gesonderte, sich entsprechend der Wirkungsrichtung der Drehwinkelbeschleunigungen bzw. Drehbewegungen unterscheidende Meßsignale erzeugendes Meßgerät zur Erstellung unterschiedlicher wirkungsrichtungsabhängiger Betätigungssignale (Sg und S, bzw. S,™ und S«jx) aufweist.

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Die Meßeinrichtung ist dabei von einem gefesselten Kreisel gesteuert; sie erfordert einen sehr hohen Bauaufwand und ist dementsprechend teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kurvenabhänige Steuerungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche alle Vorteile der bekannten Steuerungseinrichtung gemäß der Patentanmeldung P 16 05 084.3 aufweist, jedoch zur Messung der Fahrbewegungen des Fahrzeuges kein kreiselgesteuertes Meßgerät, sondern nur ein sehr einfaches und billiges Meßgerät erfordert und welche dementsprechend insgesamt nur einen niedrigen Erstellungaaufwand benötigt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch ein während des Auftretens von Zentrifugalkräften bzw· -beschleunigungen und in Querrichtungen des Fahrzeuges wirkenden Rucken gesonderte, sich entsprechend der Wirkungsrichtung der Zentrifugalkräfte bzw. -beschleunigungen und der Rucke unterscheidende Meßsignale (+b und -b sowie +db und - db) erzeugendes Meß-

dt dt

gerät zur Erstellung unterschiedlicher wirkungsrichtungsabhängiger Betätigungssignale (S^ und S, bzw. S»p und Sjjt)·

Die gemäß der weiteren Erfindung vorteilhafte Ausgestaltung der Steuerungseinrichtung kann d=n ünteransprüchen entnommen werden.

In der Zeichnung ist schematisch eine nach der Erfindung ausgestaltete Steuerungseinrichtung dargestellt·

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Im Fahrzeug ist quer zu dessen Fahrtrichtung schwingend ein Pendel 1 angeordnet, welches induktiv bzw. kapazitiv derart mit einer Einrichtung 1' gekoppelt ist, daß diese Einrichtung 1' zusammen mit dem Pendel 1 eine den Ausl-enkungen des Pendels 1 entsprechende Heßsignale + b bzw. -b abgebende Meßeinrichtung darstellt. Die Keßsignale +b und -b entsprechen also den auf das Fahrzeug einwirkenden Zentrifugalkräften bzw. -beschleunigungen, wobei die Wirkungεrichtung der Zentrifugalkräfte bzw. -beschleunigungen das Vorzeichen der Meßsignale bestimmt. V/eiterhin ist ein Differenzierglied 2 vorgesehen, durch welches aus dem Meßsignal +b durch Differenzierung das Meßsignal + db und aus

dt

dem Keßsignal -b durch Differenzierung das Meßsignal - db

dt

gebildet wird. Die Meßsignale werden über elektrische Leitungen 3» 4", 5 und 6 einer fahrtrichtungsabhängigen Schalteinrichtung 7 zugeführt, welche in ihrer einen Schaltstellung die Meßsignale unverändert und in ihrer anderen Schaltstellung jeweils vertauscht von den Leitungen 3, 4, 5 "und 6 auf Leitungen 8, 9i 10 und 11 überträgt. Die Schalteinrichtung 7 ist über eine elektrische Steuerleitung 12 entsprechend der Polarität eines Gleichspannungsgenerators 13 gesteuert, der von einem Fahrzeugrad angetrieben ist. Eine Abzweigung 14 der Steuerleitung 12 führt zu einer Schalteinrichtung 15, welche unabhängig von der Polarität bei Übersteigen einer bestimmten Mindestspannung einen in eine Verbindung von einer Spannungsquelle 16 au einer Versorgungsleitung 17 eingeordneten Schalter 18 schließt. Die Leitung 8 ist an einem Eingang eines UND-Gatters 19, eines weiteren UITD-Gatters 20 und an einer Diode 21 angeschlossen. Die Leitung 9 führt

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BAD OR)GlNM.

zu einem Eingang eines UND-Gatters 22,eines weiteren UND-Gatters 23 und zu einer Diode 24. Die Leitung 10 ist mit Je einem zweiten Eingang der UND-Gatter 19 und

22 verbunden. Die Leitung 11 schließlich führt zu den zweiten Eingängen der UND-Gatter 20 und 23 . Die Dioden 21 und 24 sind über eine Leitung 25 gemeinsam an den Eingang eines Signalverstärker« 26 angeschlossen. Im Fahrzeug ist quer zu dessen Fahrtrichtung schwingend ein zweites Pendel 27 aufgehängt, welches bei seinem Ausschwingen Kontakte 28 bzw. 29 schließt. Der sich unter dem Einfluß der Fliehkraft bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges durch eine Rechtskurve schließende Kontakt 28 ist zwischen die Versorgungsleitung 1? und eine zu einem dritten Eingang des UND-Gatters 19 führende Leitung 30 eingeordnet. Der sich bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges durch eine Linkskurve schließende Kontakt 29 ist in eine Verbindung von der Versorgungsleitung 17 zu einer Leitung 31 eingeschaltet, welche zu einem dritten Eingang des UND-Gatters

23 führt. Weiterhin ist am Fahrzeug ein Mittelschalter angeordnet, welcher in Abhängigkeit von der Winkellage zwischen einem ungefederten und einem gefederten Teil des Fahrzeuges gesteuert ist. Der Mittelschalter 32 unterbricht nur bei zur Fahrbahnebene und damit zu den Radachsen des Fahrzeuges paralleler Lage des gefederten, nicht dargestellten Fahrzeugkastens eine Verbindung von der Speiseleitung 17 zu einer Leitung 33 , welche zu dritten Eingängen der UND-Gatter 20 und 22 führt. Die Ausgangsleitungen 34 und 35 der beiden UND-Gatter 19 und 22 führen zu den beiden Eingängen eines ODER-Gatters 38. Die beiden Aut;gangDleitungen $6 und 37 der beiden UND-Gatter 20 und 23 sind an die Eingänge eines ODER-Gatters 39 angeschlossen. Der Ausgang des ODER-Gatters

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ist über eine Leitung 40 mit dem Eingang eines Signalverstärkers 41 und der Ausgang des ODER-Gatters 39 über eine Leitung 42 mit dem Eingang eines Signalverstärkers 43 verbunden. Beim Anstehen eines Signals an ihren Eingängen erregen die Signalverstärker 26, 41 und 43 jeweils die Spule eines in ihre Ausgänge 44, 45 und 46 eingeordneten Relais 47, 48 und 49. Das dem Signalverstärker 26 nachgeschaltete Relais 47 schließt bei seiner Erregung einen Schalter 50» der in die Verbindung einer ständig mit einer Spannungsquelle 5^ verbundenen Leitung 52 mit einer Ausgangsleitung 53 für ein Betatigungssignal Sjt eingeordnet ist. Das Relais 48 besitzt in seinem unerregten Zustand geöffnete Relaisschalter 54- und 55· Der Relaisschalter 54- ist in eine Verbindung der Leitung 52 zu einer Ausgangsleitung 56 eingeordnet, welche nur beim Auftreten einer in einer bestimmten Richtung wirkenden Rucken + db am Fahrzeug ein Betatigungssignal S-n

dt

zum Neigen des Fahrzeuges nach rechts führt. Der Relaisschalter 55 ist in eine Verbindung von der Leitung 52 zu einer Leitung 57 eingeordnet. Das Relais 49 schließlich besitzt ebenfalls zwei nur in seinem erregten Zustand geschlossene Relaisschalter 58 und 59. Der Relaisschalter 58 ist in eine Verbindung von der Leitung 52 zu einer Ausgangsleitung 60 M eingeordnet, welche nur bei Auftreten eines zum vorstehend genannten entgegengesetzt wirkenden Ruckes - db am Fahr-

dt

zeug ein Betatigungssignal St zum Linksneigen des Fahrzeuges führt. Der Relaisschalter 59 ist in eine Verbindung von der Leitung 52 zu einer Leitung 61 eingeordnet. Die Leitungen 57 und 61 führen jeweils zu einem im unerregten Zustand geschlossenen Kontakt 62 bzw. 63 zweier Relais 64 und 65. Der Kontakt 62 ist einer Ausgangsleitung 66 für ein Betatigungssignal S_Nß vorgeschaltet.

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Vom Kontakt 63 geht eine Ausgangsleitung 67 für ein Betätigungssignal S_n^ aus. Die Ausgangsleit.ung 66 ist weiterhin mit der andererseits geerdeten Spule des Relais 65 und einem im unerregten Zustand des Relais 65 geöffneten Kontakt 68 dos Relais 65 verbunden. An die Ausgangsleitung 67 ist die Spule des Relais 64, die ebenfalls andererseits geerdet ist, und ein im unerregten Zustand des Relais 64 geöffneter Kontakt 69 angeschlossen. Die Kontakte 68 und 69 stehen andererseits über eine Leitung 70 ^it der Ausgangsleitung 53 in Verbindung. Die Betätigungssignale S^T-n und Sj-j- dienen zur Steuerung einer besonderen, nur in Abhängigkeit von der Höhenlage der Längsachse, um welche der Fahrzeugkasten durch die Neigungssteuerung des Fahrzeuges schwenkbar ist, gesteuerten Niveauregeleinrichtung.

Mit Ausnahme der das Pendel 1 mit der Einrichtung 1' sowie das Differentialglied 2 umfassenden Meßeinrichtung entspricht der Aufbau der Steuerungseinrichtung also der bekannten Einrichtung nach der Patentanmeldung P 16 05 084.3.

Bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges tritt am Fahrzeug keine Querbeschleunigung auf und das Pendel 1 ist in Ruhe. Die Vorrichtung 1' gibt damit keine Meßsignale +b oder -b ab und es treten auch keine Meßsignale + db

dt

oder - db auf.
dt

Fährt das Fahrzeug aus einem geraden Streckenabschnitt in einen Ubergangsbogen zu einer Rechtskurve ein, so schwingt das Pendel 1 nach links aus und die Einrichtung 1 ·' gibt entsprechend der ansteigenden Querbeschleunigung des Fahrzeuges ein ansteigendes Meßsignal +b in die Leitung 3 ab. Über das Differentialglied 2 wird dabei in die Leitung 5 ein Meßsignal + db für den auf das Fahrzeug einwirkenden Ruck einge-

steuert. Die Leitungen 4 und 6 sind dabei nach wie vor ohne Signal.

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Sobald das Fahrzeug aus dem Übergangsbogen der Rechtskurve in den Kurvenabschnitt mit konstanter Krümmung eintritt, bleibt die auf das Fahrzeug einwirkende Querbeschleunigung und damit auch das Meßsignal +b konstant. Über das Differentialglied 2 klingt dabei das Meßsignal + db für den Ruck ab und wird zu 0. dt

Fährt das Fahrzeug aus dem Kurvenabschnitt konstanter Krümmung in den Übergangsbogen, welcher von der Rechtskurve zu einem geraden Gleisabschnitt führt, ein, so sinkt die auf das Fahrzeug einwirkende Querbeschleunigung und damit das Meßsignal +b ab. Über das Differentialglied 2 wird damit in die Leitung 6 ein Meßsignal - db für

dt

den nunmehr in umgekehrter Richtung auf das Fahrzeug eineinwirkenden Ruck eingesteuert. Sobald das Fahrzeug den geraden Gleisabschnitt erreicht, wird die Querbeschleunigung. welche auf das Fahrzeug einwirkt, zu 0 und die Meßsignale +b und - db werden zu 0.
dt

Beim Durchfahren einer Linkskurve spielen sich entsprechende Vorgänge ab. Bei der Einfahrt in den Ubergangsbogen zur Linkskiirve treten also die Meßsjignale -b und - db im

dt

Bogenabschnitt mit konstanter Krümmung nur das Meßsignal -b und im Übergangsbogen aus der Linkskurve zum geraden Streckenabschnitt die Meßsignale -b und + db auf.

dt

Die Meßsignale +b und -b sowie + db und - db entsprechen

dt dt also in ihrem Auftreten völlig den Keßsignalen

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+ w und -w sowie +ω' und - to' nach der bekannten Steuerungseinrichtung gemäß der Patentanmeldung P 16 05 -084.3· Demgemäß entspricht auch die Wirkungsweise der Steuerungseinrichtung vollkommen der Wirkungsweise der bekannten Steuerungseinrichtung' und braucht daher hier im weiteren nicht beschrieben zu werden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

\1. |turvenabhängige Steuerungseinrichtung für Fahrzeuge, "" "'insbesondere für eine Neigungssteuerung von Schienen« fahrzeugen, mit einer beim Durchfahren von Kurven Steuersignale abgebenden, im Fahrzeug angeordneten Meßeinrichtung, gekennzeichnet durch ein während des Auftretens von Zentrifugalkräften bzw. -beschleunigungen und in Querrichtung des Fahrzeuges wirkenden Rucken gesonderte, sich entsprechend der Wirkungsrichtung der Zentrifugalkräfte bzw. -beschleunigungen und der Rucke unterscheidende Meßsignale (+b und -b sowie + db und - db) erzeugendes Meßgerät (1, 1¹, 2) zur dt . dt

Erstellung unterschiedlicher, wirkungsrichtungsabhängiger Betätigungssignale (S_R und Sj- bzw. S_NR und
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (1, 1', 2) eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung elastisch auslenkbare, bei ihrer Auslenkung ein Meßsignal (+b, -b) abgebenden Masse (Pendel 1) und Schaltelemente (Differentialglied 2) zur Bildung des Zeitdifferentials ( + db, - db) aus diesem Meßsignal

dt dt
aufweist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (Pendel 1) bei ihrer Auslenkung das Meß- eignal durch Änderung einer Induktion, einer Kapazität oder eines Widerstandes erstellt.

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