DE2205858A1

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Publication number: DE2205858A1
Application number: DE19722205858
Authority: DE
Priority date: 1971-02-09
Filing date: 1972-02-08
Publication date: 1972-08-17
Also published as: ES399526A1; CH542082A; FR2126783A5; US3844225A; IT920358A; DE2205858B2; GB1360544A

Description

Priorität: 9.2.1971 - ITALIEN

Die Erfindung betrifft eine Drehsteuerungseinrichtung für den Wagenkasten eines Eisenbahnfahrzeugs mit veränderlicher Fahrlage. Es sind Eisenbahnfahrzeuge mit veränderlicher Fahrlage bekannt, bei denen sich beim Befahren von Kurven der Wagenkasten um eine Längsachse drehen kann, um durch eine Gewichtskomponente die Fliehkraft auszugleichen, die auf die Reisenden wirkt, damit diese trotz hoher Geschwindigkeit eine verhältnismässig begrenzte Querbeschleunigung

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(zwischen 0,6 und 1 m/sec ) empfinden.

Bei einer spontanen Drehung genügt es, daß die Längsdrehachse höher als der Schwerpunkt des Wagenkastens liegt, da diese sich so verlagert, daß der Schwerpunkt sich auf der Resultierenden der Fliehkraft undoes Gewichtes befindet und daher keine Querwirkung von den Fahrgästen empfunden wird.

Dieses System, das bisher sehr wenig Anwendung gefunden hat, hat den Nachteil, daß der Wagenkasten sich mit zu geringer Beschleunigung (infolge des hohen polaren Trägheitsmoments) zu drehen beginnt und die Gleichgewichtsstellung innerhalb der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit beim Befahren des Übergangsanschlüsses zwischen der geraden Linie und der vollen Kurve nicht erreichen kann. Es tritt daher der Fall ein, daß die Kompensation der Fliehkraft in der vollen Kurve total ist, jedoch im Übergang nicht ausreicht, so daß die Fahrgäste eine starke Querbeschleunigung empfinden können,die sehr unangenehm ist, auch wenn sie von kurzer Dauer ist.

Es tritt daher das System der assistierten Drehung in den Vordergrund, bei welchem, wenn ausreichend wirksame ServoSteuerungen zur Verfügung stehen, der Wagenkasten mit aller erforderlichen Rechtzeitigkeit in Bewegung ge-

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setzt werden kann.

Bei den ersten solchen Systemen wird die Viirkung der Servosteuerungen durch eine Einrichtung bestimmt, die auf Querbeschleunigungen, die auf den Wagenkasten wirksam werden, anspricht und beispielsweise ein Pendel mit Längsachse oder einen am Wagenkasten angebrachten Beschleunigungsmesser aufweist.

Es ist jedoch kein Mittel bekannt, durch welches die Unterscheidung getroffen werden kann, ob die Querbeschleunigung, welche von dem Fühlorgan aufgenommen werden, durch die Fliehkraft bedingt sind oder Störungen sind, welche durch unregelmässige Bewegungen des Fahrzeugs hervorgerufen werden. Im besonderen kann die Erscheinung des "Schlingerns", die bei der Fahrt von Eisenbahnfahrzeugen fast immer vorhanden ist, unerwünschte, weil nicht zeitgerechte, und unannehmbare Wirkungen zur Folge haben.

Um dies zu vermeiden, muß die Bewegung des Pendels gedämpft oder das Signal aus dem Beschleunigungsmesser auf sehr niedrige Frequenzen gefiltert werden. Diese Maßnahmen haben eine Verzögerung in den Übertragungen der erwünschten Steuerung für die Drehung und eine Verkürzung der Zeit zur Folge, die zur Ausführung der Veränderung der Fahrlage zur Verfügung steht.

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Wenn beispielsweise mit 200 Stundenkilometer ein parabelförmiger Obergangsanschluß mit einer Länge von 110 m in etwa 2 Sekunden durchfahren wird und wenn innerhalb dieses Zeitraums vor sich gehen muß: die Wahrnehmung des Vorhandenseins der Kurve, die Betätigung der Servosteuerung und die Ausübung der vollen Drehung des Wagenkastens, die offensichtlich eine Phase der Beschleunigung sowie eine Phase des Stillstands umfaßt, wird die Notwendigkeit erkennbar, die Verzögerung zwischen dem Beginn des Anschlusses und dem Anfang der Veränderung der Fahrlage so gering wie möglich zu machen.

Ähnliche Probleme wie diejenigen, die am Beginn des Kurveneinfahrtanschlusses auftreten, bestehen auch am Ende des letzteren sowie am Beginn und am Ende des Kurvenausfahrtanschlusses

Fig. 1 stellt die Krümmung der Bahnlinie in Abhängigkeit von der Zeit dar; Fig. 2 ein ungefiltertes Signal eines Querbeschleunigungsmessers entsprechend der Krümmung nach der graphischen Darstellung in Fig. 1; Fig. 3 ein auf 0,5 Hz gefiltertes Beschleunigungsmessersignal bei einer mittleren Verzögerung von einer Sekunde; Fig. 4 die von den Reisenden empfundene Querbeschleunigung, wenn die Drehung des Wagenkastens aufgrund des Signals nach Fig. 3 gesteuert wird.

Die Drehung des Wagenkastens aufgrund ^ines Signals dieser

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Art erfährt noch eine Verzögerung von 0,1 bis 0,2 Sekunden, so daß infolge der Differenz zwischen der Fliehkraftbeschleunigung und der Drehung des Wagenkastens für die von den Reisenden empfundene Beschleunigung ein sehr unregelmässiges Diagramm erhalten wird, das sicherlich nicht günstig für den Komfort der Reisenden ist, wie sich aus Fig. 4 ergibt, in welcher mit 0,08 g die höchstzulässige Querbeschleunigung angegeben ist.

Hauptaufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Drehsteuerungseinrichtung für den Wagenkasten eines Eisenbahnfahrzeugs mit veränderlicher Fahrlage, welche Einrichtung die Wahrnehmung mit geringstmöglicher Verzögerung (von etwa 0,1 bis 0,2 Sekunden) den Beginn und das Ende sowohl des Kurveneinfahrtanschlusses als auch des Kurvenausfahrtanschlusses des vom Fahrzeug durchfahrenen Eisenbahngleises ermöglicht und die notwendige Drehung des Wagenkastens zur Kompensations der Querbeschleunigung praktisch in der Zeit, während welcher der Anschluß durchfahren wird, bewirkt, damit die Reisenden nicht Beschleunigungen ausgesetzt werden, die einen bestimmten Schwellenwert überschreiten.

Weitere Ziele und Vorteile clor Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

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Die Erfindung erreicht das vorerwähnte Ziel mit einer Drehsteuerungseinrichtung für den Wagenkasten eines Eisenbahnfahrzeugs von veränderlicher Fahrlage, mit einem Kreiselgerät, das parallel zu einer Radachse des Fahrzeugs angeordnet ist und zur Wahrnehmung der Drehung der Radachse um eine Längsachse des Fahrzeugs dient, und einem Servomechanismus für die Drehung des Wagenkastens, wobei sich die erfindungegemässe Einrichtung unterscheidet durch einen Tachometer, der auf dem Fahrzeug angeordnet ist, eine Schaltung zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit des Wagenkastens, einen Integrator, der so geschaltet ist, daß er das vom Kreiselgerät abgegebene Signal aufnimmt, eine Schwellwertschaltung, die mit dem Ausgang des Kreiselgerätes verbunden ist, eine Schwellwertschaltung, die mit dem Ausgang des Integrators verbunden ist und deren Ausgang ein UND-Gatter betätigt, um dem Servomechanismus ein Signal zuzuführen, welches von der Schaltung zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit des Wagenkastens erzeugt wird.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal ist die Drehsteuerungseinrichtung des Wagenkastens ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator so beschaffen ist, daß sein Ausgangssignal auf Null zurückgeführt wird, wenn das Eingangssignal annulliert wird.

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Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der erfindungsgemässen Drehsteuerungseinrichtung für den Wagenkasten besteht darin, daß eine Beharrungs- bzw. Persistenzschaltung vorgesehen ist, die der Schwellviertschaltung nachgeschaltet ist, um das Ausgangssignal der letzteren um ein bestimmtes Zeitintervall nach der Annullierung dieses Signals zu verlängern.

Gemäß ebenfalls einem weiteren Merkmal der erfindungsgemässen Einrichtung besitzt diese eineSchaltung zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit des Wagenkastens, die normalerweise in einer ersten Phase durch das Ausgangssignal eines in das Fahrzeug eingebauten Tachometers zur Messung der Fahrtgeschwindigkeit für eine bestimmte Zeit vom Beginn der Wahrnehmung der Kurve gesteuert v:ird, und nachfolgend durch das Ausgangssignal einer Kette umfassend in Kaskadenschaltung einen ersten seitlichen Beschleunigungsmesser, der am Fahrgestell des Fahrzeugs angebracht ist, ein erstes Tiefpaßfilter, das mit dem Ausgang des ersten Beschleunigungsmessers verbunden ist, eine Differenzierschaltung, die n± dem ersten Tiefpaßfilter verbunden ist, wobei der Ausgang der Schaltung zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit des Viagenkastens mit dem Steuerverstärker über ein Konsensgatter verbunden, das durch das Ausgangssignal der Persistenzschaltung gesteuert wird.

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Entsprechend wieder einem weiteren Merkmal der Erfindung besitzt die Drehsteuerungseinrichtung des Wagenkastens ausserdem einen zweiten seitlichen Beschleunigungsmesser, der am Wagenkasten angebracht ist, ein zweites Tiefpaßfilter, das mit dem zweiten Beschleunigungsmesser verbunden ist, eine Drehsteuerung des Wagenkastens mit bestimmter Geschwindigkeit, ein Konsensgatter, das mit dem zweiten Tiefpaßfilter verbunden ist und einen Sperreingang hat, der mit dem Ausgang der Schwellwertschaltung verbunden ist und einen Ausgang hat, der mit einem zweiten Eingang des Steuerverstärkers verbunden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

Fig. 5 in schaubildlicher Darstellung die Gruppe einer Lagerungsbrücke des Fahrgestells eines Eisenbahnwagens ;

Fig. 6 das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Wagenkasten-Drehsteuerungseinrichtung;

Fig. 7 ein Schaltbild einer der Blöcke in Fig. 6;"

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Fig. 8 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Wagenkasten-Drehsteuerung se inri ent ung;

Fig. 9 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Wagenkasten-Drehsteuerungseinrichtung und

Fig.10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 Formen verschiedener Signale, die in der ^erfindungsgemässen Wagenkasten-Drehsteuerungseinrichtung auftreten, in Abhängigkeit von der Zeit zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemässen Einrichtung.

In Fig. 5 sind zwei Räder 10, 12 eines Eisenbahnfahrzeugs (nicht dargestellt) mit einer Achse 14 verbunden, auf der sich eine Brücke 16 zur Auflagerung des Wagenkastens des Eisenbahnfahrzeugs abstützt.

In einem Behälter 18 ist ein Kreiselgerät (in der Zeichnung nicht sichtbar) angeordnet, das sich in einer durch die Drehachse der Radachse A gelegten vertikalen Ebene befindet, die beispielsweise parallel zur Drehachse b der Radachse 14 ist. Die parallele Lage zwischen den Achsen a und b ist durch eine Aufhängung des Behälters 18 gewährleistet, die eine Achse 22 aufweist, welche an der Brücke

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16 parallel zur Achse b der Radachse IH angelenkt ist, sowie zwei Arme 24, 26, mit denen der Behälter 18 gelenkig verbunden ist. Der Behälter 18 ist ferner auf der Brücke 16 mittels eines elastischen Kissens 28 gelagert. Der Behälter 18 könnte auch am Rahmen eines Fahrgestells des Fahrzeugs angebracht sein.

Auf diese Weise hält sich die Drehachse a des im Behälter 18 enthaltenen Kreiselgerätes immer parallel zur Achse b der Radachse 11, so daß eine Störung, die dem Kreiselgerät innerhalb der Achse c mitgeteilt wird, (z.B, eine Drehung infolge der Überhöhung eines der Räder 10, 12 mit Bezug auf das andere) ein Drehmoment erzeugt, welches der Geschwindigkeit proportional ist, mit welcher die Drehung innerhalb der Achse c geschieht, und derart ist, daß eine Drehung der Aufhängung um ihre Achse 2 2 herbeigeführt wird.

Auf einem geometrisch vollkommenen Gleis, das mit einer Überhöhung nach Fig. 10 gebaut ist, welche den Verlauf der Überhöhung eines Gleises darstellt, die ein eine Kurve befahrendes Fahrzeug erfährt, ist die Drehgeschwindigkeit der Radachse sowohl auf der geraden Linie als auch in der vollen Kurve gleich Null, während längs des Anschlusses die Drehgeschwindigkeit konstant und gleich

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• ff

•R— ist, wobei "i" die Neigung des Anschlusses ist (von 1-2,5 nun/m) und "S" die Entfernung zwischen den Aufstandpunkten der beiden Räder auf den jeweiligen Schienen und "V" die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in m/sec. ist.

Das Kreiselsignal hat daher die in Fig. 11 gezeigte Form und würde sofort zur Steuerung der Änderung der Fahrlage dienen.

In der Praxis weist das wirkliche Gleis Unregelmässigkeiten auf, die sowohl auf der Geraden als auch in der vollen Kurve Drehgeschwindigkeiten der gelagerten Radachse zur Folge haben und die auf den Anschluß Änderungen der Geschwindigkeit hervorrufen, welche, statt konstant zu sein, stark um einen Mittelwert schwankt, wie in der graphischen Darstellung der Fig. 2 gezeigt, die den Verlauf des realen Kreiselsignals darstellt.

Um ein unerwünschtes Wirksamwerden der Steuereinrichtung für die veränderliche Fahrlage zu vermeiden, wird als Signal, welches den Beginn der Drehung bestimmt, nicht die Geschwindigkeit benutzt, sondern das Zeitintegral der Geschwindigkeit, wenn diese höher als ein bestimmter Wert ist.

Das Integral des Signals der Winkelgeschwindigkeit er-

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gibt den Winkel der Radachse mit Bezug auf eine horizontale Ebene oder bei der Multiplikation mit "S" die Überhöhung "h" einer Schiene über die andere.

In der Praxis hält auch mit vollkommeneren Instrumenten das Diagramm des Integrals nicht die Null-Linie fest, sondern erleidet ein mehr oder weniger akzentuiertes "Abtriebs"-Phänomen, so daß nach einer bestimmen Fahrstrecke keine Obereinstimmung mehr zwischen den Integralsignal und der effektiven Überhöhung besteht.

Um dies zu vermeiden und ein Signal zu haben, das sicher und schnell die Existenz des Anschlusses (für Einfahrt oder Ausfahrt) anzeigt, wird das System nach Fig. 6 verwendet.

In Fig. 6 liefert das Kreiselgerät 30, das sich im Behälter 18 der Fig. 5 befindet, ein Geschwindigkeitssignal an einen Begrenzer 32, der dieses Signal auf einen Höchstwert beschneidet, welcher der höchsten Drehgeschwindigkeit entspricht, die beim Durchfahren eines Anschlusses erzielt werden kann (etwa 0,0a rad/sec). Auf diese Weise wird der Wert von h hinsichtlich ernsterer Störungen verringert, beispielsweise solche, die bei Senkungen unter den Eisenbahnschwellen oder bei Weichen im schlechten"Zustand

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entstehen. Das Ausgangssignal des Begrenzers 32 geht zu einem Integrator 34 von der Art, bei welcher das Integral jedesmal auf Null zurückgeführt wird, wenn das Eingangssignal, d.h. das begrenzte Geschwindigkeitssignal, durch Null hindurchgeht. Ein Integrator dieser

Art ist in dem Patent (Patentanmeldung F.??.?!¹ °72.8

vom 28. Januar 1972) der Anmelderin beschrieben. Der Ausgang des Integrators 34- mit Rückstellung auf Null.hat daher den in Fig. 13 dargestellten Verlauf. Es wird ein Schwellenwert h festgelegt, unterhalb welchem das Integral zu keinem Nutzsignal führt. Dieser Schwellenwert muß etwas höher als der Höchstwert der Schräge des Gleises sein, und bildet den Schwellenwert einer Schwellwertschaltung 36, die den Ausgang des Integrators 34 aufnimmt. Die positive und die negative Schwellenhöhe der Schwellwertschaltung 36 ist durch die gestrichelten Linien h und - h_Q in Fig. 13 angegeben.

Eine Persiatenzschaltung 38 (Fig. 6) verleiht dann dem nutzbaren Ausgangssignal der Schwellwertschaltung 36 eine Persistent Ät_Q (0,10 bis 0,15 see) nach der Annullierung der Geathwindigkeit, auf welche Weise der Nachteil eines häufigen Verschwindens des Signals vermieden wird, wenn die Anschlußkurve sich in schlechtem Zustand befindet und Punkte aufweist, an welchen die Drehgeschwindigkeit Null ist oder eich sogar umkehrt.

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Das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung 36 ist in Fig. 14 aufgetragen. Fig. 15 zeigt die Wirkung der Persistenzschaltung 38 an, während Fig. 16 das Ausgangssignal der Persistenzschaltung/Öarstellt.

Ein Tachometer 52, welches in den Wagen zur Ermittlung der Fahrtgeschwindigkeit eingebaut ist, liefert ein tachometrisches Signal an eine Schaltung 52bis zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit des Wagenkastens oder Impulsformerschaltung, die nachfolgend beschrieben wird, welche ein Drehgeschwindigkeitssignal von einem Wert, der von der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt, nach einem bestimmten Gesetz abgibt.

Das Ausgangssignal der Impulsformersehaltung 5 2bis geht zu einem Eingang 39a eines Konsensgatters bzw. analogen UND-Gatters 39, dessen zweiter Eingang 39b das Ausgangssignal der Persistenzschaltung 38 aufnimmt. Das Ausgangssignal des Konsensgatters 39 wird einem Servomechanismus 40 der Wagenkastendrehsteuerung von elektrischer oder hydraulischer Bauart zugeführt, welcher vorzugsweise einen Gegenreaktionsregler für eine genauere Einstellung des Wagenkastens aufweist. Das Signal der Fig. 16 ist ein abweichend von Null ausgerichtetes Signal nur während der Fahrt länge des Obergangsanschlusses und hat mit Bezug auf den Beginn und das Ende des Anschlusses eine

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Verzögerung von sehr kurzer Dauer (0,1 bis 0,2 see). Sobald dieses Signal wahrgenommen wird, setzt sich der Wagenkasten in der gleichen Richtung in Drehung, in welcher die Drehung der Radachse ermittelt wird. Beim Aufhören des Signals wird auch die Wagenkasten-Drehsteuerung unterbrochen.

In Fig. 7 ist eine vereinfachte Schaltungsanordnung mit einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Impulsformerschaltung 52bis dargestellt. Eine Anzahl Differentialverstärker 200 - I₁ 200-2 ... 200-n sind mit dem nicht invertierenden Eingang des vom Tachometer 52 stammenden tachometrischen Signals sowie mit dem invertierenden Eingang der jeweiligen Bezugsspannungen V₁, V„ ... V von zunehmendem Wert gekoppelt. Die jeweiligen Ausgänge der Verstärker 200-1, 200-2, ... 200-n sind über Zenerdioden 202-1, 202-2, ... 202-n an Masse gelegt und mit einem Summenpunkt 204 über einen Widerstand 206-1, 206-2, ... 206-n verbunden. Ein Ausgangsverstärker, der durch einen Funktionsverstärker 208 und Widerstände 210, 212 gebildet wird, verstärkt mit einem geeichten Verstärkungsfaktor das am Anschluß vorhandene Summensignal. Wie ersichtlich, wird der Beitrag zum Summenendsignal, der von jeder Verstärkergruppe 200 und Zenerdiodengruppe 202 gegeben wird, Null, wenn das tachometrische Signal geringer als die jeweilige Bezugsspannung ist, während er positiv und konstant ist, wenn das

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tachometrische Signal grosser ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 208 ist daher mit dem tachometrischen Signal durch eine Beziehung von der in der graphischen Darstellung der Fig. 17 gezeigten Art verbunden. Die Parameter, welche die Kurve der Fig. 17 bestimmen, sind beispielsweise die in der folgenden Tabelle vorgeschriebenen, in welcher V die Fahrzeuggeschwindigkeit bedeutet und Θ¹ die entsprechende gewünschte Wagenkastendrehgeschwindigkeit.

V 0^f

(km/h) (rad/sec)

< 100 0,00

111 0,01

121 0,02

130 0,03

,138 0,04

I«t5 0,05

151" 0,06

156 0,07

160 0,08

163 0,09

> 163 0,10

Das integrierte Kreiselsignal bestimmt die Dauer der Wagenkastendrehung. Längs der parabelförmigen Anschlüsse .erfolgt mit" Hilfe weiterer Steuerungen die Regelung der Drehgeschwindigkeit in genauerer Weise.

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Da der Drehungswinkel des Wagenkastens proportional der nicht kompensierten Beschleunigung a der Gleisüberhöhung sein soll, ist es erforderlich, daß auch die Drehgeschwindigkeit des Wagenkastens proportional der Änderungsgeschwindigkeit der erwähnten a ist.

Fig.· 8 zeigt das Blockschaltbild einer Wagenkasten-Drehsteuerungseinrichtung zum Erzielen dieser Proportionalität. Bei diesem System ist ein seitlicher Beschleunigungsmesser 44 auf dem Fahrgestell des Fahrzeugs angeordnet, der dazu dient, die Querbeschleunigung zu ermitteln. Das Ausgangssignal des Beschleunigungsmessers 44 wird einem Tiefpaßfilter 46 zugeführt, welches das Signal mit einem Frequenzschnitt höher als 0,5 Hz filtert. Das gefilterte Ausgangssignal wird dann in eine Differenzierschaltung 48 eingeleitet, um ein Signal, welches zur Tangente der Querbeschleunigungskurve proportional ist, an einen Speicher 150 zu liefern, der über einen Eingang 152 gespeist wird.

Das Ausgangssignal der Impulsformerschaltung 5 2bis geht zu einem ersten Eingang einer Auswahlschaltung 154, deren zweiter Eingang den Ausgang des Speichers 150 aufnimmt. Die Auswahlschaltung 154 überträgt das tachometrische Signal normalerweise auf den Ausgang 156. Eine Verzögerungsschaltung 158, welche durch das Ausgangs-

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signal der Persistenzschaltung 38 gesteuert wird, liefert nach einem bestimmten Zeitraum von etwa einer Sekunde vom Beginn der Kurve an ein Steuersignal an die Auswahlschaltung 154, um sie auf den zweiten Eingang und auf den Speicher 150 umzuschalten, so daß der Wert des Signals an dessen Eingang in diesem Augenblick gespeichert wird.

Das Konsensgatter 39 der Fig. 6 ist hier durch eine weitere Auswahlschaltung 160 mit drei Stellungen ersetzt, Die Auswahlschaltung 160 dient dazu, auf den Servomechanismus 40 das Ausgangssignal der Auswahlschaltung 154 in direkter Form oder mit umgekehrter Phase von der Phasenumkehrstufe 162 je nachdem das Ausgangssignal der Persistenzschaltung 38, das auf eine Leitung 164 gegeben wird, positiv oder negativ ist, zu übertragen. Wenn das Signal der Persistenzsehaltung 38 Null ist, befindet sich die Auswahlschaltung 160 in der Neutralstellung, wie in Fig. 8 dargestellt.

Die Wagenkastendrehsteuerung geschieht daher in zwei Phasen. In der ersten Phase erreicht den Speicher 150 kein Signal aus der Kette 44, 46, 48, da das Tiefpaßfilter 46 eine Verzögerung von etwa einer Sekunde des Ausgangssignals des seitlichen Beschleunigungsmessers

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bewirkt.

Die Wagenkastendrehung geschieht daher in der ersten Phase unter der Steuerung der Impulsformerschaltung 52bis wie bei der Ausführungsform nach Fig. 6.

Nach Ablauf einer Zeit von etwa einer Sekunde seit der Einfahrt in die Kurve trifft beim Speicher 150 das Signal ein, das zum Differentialquotienten der nicht kompensierten Beschleunigung a proportional ist, und gleichzeitig wird zusammen mit der Umschaltung des Selektors 151 der Speicher aktiviert. Die Drehung nimmt nun unter der Steuerung des Beschleunigungsmessersxgnals ihren Fortgang.

Fig. 9 zeigt eine vollständigere Ausführungsform einer Drehsteuerungseinrichtung für den Wagenkasten eines Eisenbahnfahrzeuge mit veränderlicher Fahrlage. Zusätzlich zu den Bauelementen der Fig. 8 ist in Fig. 9 ein seitlicher Wagenkasten-Beschleunigungsmesser 56 zur Ermittlung der restlichen Querbeschleunigung a_res vorgesehen, der auf den Wagenkasten wirkt. Auch in diesem Falle wird das Ausgangssignal des Beschleunigungsmessers 56 mit einem Frequenzschnitt von 0,5 Hz in einem Tiefpaßfilter 5 8 filtriert.

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Das Ausgangssignal des Filters 58, welches zu a prores

portional ist, geht zu einer Schwellwertschaltung 59, welche ein bestimmtes geeichtes Signal abgibt, das je nachdem das Signal des Beschleunigungsmessers 56 positiv oder negativ ist, positiv oder negativ ist. Dieses Signal dient, dazu, über ein Konsensgatter oder analoges UND-Gatter 60 den Servomechanismus 40 mit dem Signal aus dem Selektor 160 in den ODER-Zustand zu steuern.

Das Konsenssignal für das Gatter 60 ist das Ausgangssignal der Persistenzschaltung 38, das in der Umkehrstufe 171 ergänzt wird. Diese ist zum Unterschied von der Ausführungsform nach Fig. 8 nicht unmittelbar mit dem Ausgang der Schwellwertschaltung 36 verbunden, sondern über einen von zwei Wegen, nämlich über einen direkten Weg mit einem Konsensgatter 16 6, welches durch das Ausτ gangssignal der Schwellwertschaltung 59 gesteuert wird, das durch die Umkehrstufe 168 ergänzt wird, oder über einen indirekten Weg mit einer Verzögerungsschaltung und einem Konsensgatter 172, das unmittelbar durch das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung 5 9 gesteuert wird. Das Ausgangssignal des Gatters 60 hat die Aufgabe, die Drehung des Wagenkastens zur Rückführung in seine Normal stellung mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit von etwa 0,005 rad/see. zu bewirken.

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Dies hat den Zweck, den Wagenkasten aufzurichten, wenn die Geschwindigkeit längs einer Kurve mit konstantem Radius abnimmt, in welcher das Kreiselsignal Null ist, beispielsweise wenn das Fahrzeug in der Kurve hält.

Die zwischen der Schwellwertschaltung 36 und der Persistenz'schaltung 38 angeordnete Verzögerungsschaltung 170 tritt nur in Wirkung, wenn die Beschleunigung a ein abweichendes Vorzeichen bezogen auf die Kreiselkonsensschaltung und den Zweck hat, eine Verzögerung hereinzubringen, die zu der auf den Wagenkasten wirkenden Beschleunigung a grob proportional ist, und zwar zwischen der Wahrnehmung des integrierten Kreiselsignals und dem Beginn der Wagenkastendrehung. Auf diese Weise nähert sich die graphische Darstellung der Drehung weitestgehend der graphischen Darstellung der nicht kompensierten Beschleunigung a an und kann die Phasenverschiebung am Ende des Anschlusses auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche :

1./Einrichtung zur Drehsteuerung des Wagenkastens eines Eisenbahnfahrzeugs mit veränderlicher Fahrlage, mit einem Kreiselgerät, das parallel zu einer Radachse des Fahrzeugs angeordnet ist, um die Drehung der Radachse um eine Längsachse des Fahrzeugs zu ermitteln, und mit einem Servomechanismus (HO) für die Wagenkastendrehung, gekennzeichnet durch ein in das Fahrzeug eingebautes Tachometer (52), eine Schaltung (5 2bis) zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit des Wagenkastens, und einen Integrator (3H), der zur Aufnahme des vom Kreiselgerät abgegebenen Signals geschaltet ist, eine Schwellwertschaltung (36), die mit dem Ausgang des Integritors verbunden ist und deren Ausgang ein Konsens- gatter (39) steuert, um dem Servomechanismus ein Signal zuzuführen, das von der Schaltung zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit des Wagenkastens erzeugt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator zur Aufnahme des Signals geschaltet ist, welches von dem Kreiselgerät über einen Begrenzer (32)

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abgegeben wird, der das Ausgangssignal des Kreiselgerätes auf dem maximalen Sollwert der Drehgeschwindigkeit der Radachse um eine Längsachse entsprechend einem Kurvenanschluß begrenzt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator von der Art ist, bei welcher das Ausgangssignal auf Null zurückgeführt wird, wenn das Eingangssignal annulliert wird.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschaltung mit dem Steuerverstärker über eine Persistenzschaltung (38) verbunden ist, die dazu dient, das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung um ein bestimmtes Zeitintervall nach der Annullierung dieses Signals zu verlängern.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese normalerweise von der Schaltung (53) zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit des Wagenkastens gesteuert wird, welche Schaltung unter dem Einfluß des Ausgangssignals eines Tachometers steht, der in das Fahrzeug eingebaut ist und dazu dient, dessen

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■Fahrtgeschwindigkeit zu messen, und nach einer bestimmten Zeit vom Beginn der Wahrnehmung der Kurve gesteuert wird, um durch das Ausgangssignal einer Kette gesteuert zu werden, die in Kaskadenschaltung einen ersten seitlichen Beschleunigungsmesser (44), welcher am Fahrgestell des Fahrzeugs angebracht ist, aufweist, sowie ein erstes Tiefpaßfilter (46), welches mit dem Ausgang des ersten Beschleunigungsmessers verbunden ist, und eine Differenzierschaltung (48), die mit dem ersten Tiefpaßfilter verbunden ist, wobei der Ausgang der Schaltung zur Bestimmung der Geschwindigkeit der Wagenkastendrehung mit dem Steuerverstärker über ein Konsensgatter (39) verbunden ist, welches durch das Ausgangssignal der Persistenzschaltung gesteuert wird.

6. Einrichtung nach den vorangehenden Ansprüchen, ferner gekennzeichnet durch einen in den Wagenkasten eingebauten zweiten seitlichen Beschleunigungsmesser (56), ein zweites Tiefpaßfilter (58), welches mit dem zweiten Beschleunigungsmesser verbunden ist, eine zweite Schwellwertschaltung (59), die durch den Ausgang des Tiefpaßfilters gesteuert wird, ein Konsens- bzw. UND-Gatter (60), das mit dem zweiten Tiefpaßfilter verbunden ist, und

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einen Konsenseingang besitzt, der* mit dem Ausgang der ersten Schwellwertschaltung über eine Umkehrstufe (171) verbunden ist, sowie einen Ausgang, der mit einem zweiten Eingang des Servomechanismus verbunden ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Verzögerungsschaltung (64-), di,e zwischen der Schwellwertschaltung und der Persistenzschaltung angeordnet ist und durch das Ausgangssignal der zweiten Schwellwertschaltung gesteuert wird, um zwischen diesen eine Verzögerung hereinzubringen, wenn das Ausgangssignal der zweiten Schwellwertschaltung einen höheren Wert als der Schwellenwert hat.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreiselgerät starr in einem Behälter angeordnet ist, der auf der Brücke des Fahrzeugs durch elastische Mittel gelagert und ausserdem mit der Brücke durch parallele Arme gelenkig verbunden ist, welch letztere an der Brücke und am Behälter so angelenkt sind, daß die Achse des Behälters parallel zur Radachse ist.

Für: FIAT Societä per Azioni

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