DE2512739C3

DE2512739C3 - Anordnung zur Feststellung des Ein- oder Auslaufens eines Schienenfahrzeuges in eine oder aus einer Gleiskurve

Info

Publication number: DE2512739C3
Application number: DE2512739A
Authority: DE
Inventors: Evert Dipl.-Ing. Vaesteraas Andersson (Schweden)
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1974-04-08
Filing date: 1975-03-22
Publication date: 1978-03-09
Also published as: NO139854B; FI57371B; FI57371C; SE381012B; GB1493722A; SE7404671L; DE2512739B2; NO751136L; NO139854C; FI751014A; DK149875A; DE2512739A1; CH591347A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Um die Fahrzeit mit der Eisenbahn zu verkürzen, hat man Fahrzeuge mit hohen Geschwindigkeiten entwikkelt. Damit die Reisenden beim Durchfahren von Kurven nicht durch Querkräfte belästigt werden, wurden verschiedene Arten von Bogenneigungssystemen entwickelt, d. h. von Systemen, die den Wagenkasten im Verhältnis zu den Drehgestellen des Fahrzeuges neigen, so daß der Reisende die auftretenden Zentrifugalbeschleunigungen kaum spürt. Zur Zeit gibt es vor 6s allem drei verschiedene Arten von Bogenneigungssystemen, nämlich ein passives Pendelsystem sowie ein pneumatisches und ein hydraulisches System.

Bei dem Pendelsystem wird der Wagenkasten so aufgehängt, daß seine Drehachse beachtlich über dem Schwerpunkt liegt.

Der Wagen schwingt dann automatisch durch die Zentrifugalkraft in den Kurven nach außen. Um nicht auf Unebenheiten der Gleise anzusprechen, muß der Ausschwingmechanismus gedämpft sein, was zur Folge haben kann, daß der Wagenkasten in den Übergangskurven nur mit erheblicher Verzögerung ausschwingt.

Die pneumatischen Systeme werden meistens mit der Sekundärfederung des Wagens zusammengekoppelt, indem man die Spiralfedern durch Luftfedern ersetzt. Dadurch, daß man Luft auf der einen Seite hineinpumpt und auf der anderen Seite abläßt, bekommt der Wagenkasten zwangsläufig eine Neigung.

Den größten Ausschlagwinkel erhält man durch das hydraulische System, welches eine freiere Wahl der Drehachse ermöglicht. Man kann die Neigungsanordnung beispielsweise so ausführen, daß der Schwerpunkt des Wagenkastens während des Neigungsverlaufs zur Gleismitte hin verschoben wird, wodurch die Gefahr eines Kippens des Fahrzeuges geringer wird.

Ein automatisches Neigungssystem muß ein Meßglied haben, welches mit Beschleunigungsmessern, Kreiseln und Pendeln arbeitet. Besondere Schwierigkeiten entstehen dadurch, daß Störungen innerhalb von Schiene (Riffelbildung) und Fahrzeug ein genügend schnelles Erkennen der Übergangskurve erschweren.

Es ist schwierig, von seitenabtastenden Beschleunigungsmessern beim Auftreten einer Kurve schnell genug einen brauchbaren Meßwert zu bekommen, durch den das Neigungssystem in Tätigkeit gesetzt werden soll. Bei einem ausgeführten System wächst die ideale Seitenbeschleunigung in drei Sekunden von 0 auf 1,5 m/s² an. Der Störpegel eines solchen Signals liegt jedoch in der Größenordnung 0,5 m/s² in dem Frequenzbereich 0,5 - 2 Hz. Das bedeutet, daß eine Zeit von einer Sekunde für die Feststellung erforderlich ist, ob das Fahrzeug in eine Gleiskurve eingelaufen ist oder nur einen Gleisfehler durchfahren hat. Dies wiederum hat eine langsame Reaktion des Bogenneigungssystems zur Folge.

In einer Gleiskurve liegt die Außenschiene normalerweise höher als die Innenschiene. Man spricht von einer sogenannten Gleisüberhöhung. Am Anfang und Ende einer Kurve wird die Gleisüberhöhung zunehmend größer bzw. kleiner, was man als Übergangsbogen bezeichnet. Wenn ein Fahrzeug einen solchen Bogen durchfährt, entsteht eine Schrägstellung zwischen den verschiedenen Radsätzen oder Drehgestellen des Fahrzeugs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit der der Eintritt bzw. Austritt eines Fahrzeugs in eine oder aus einer Gleiskurve sehr schnell und sicher erfaßt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches genannten Merkmale aufweist.

Anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte Prinzipskizze eines Wagenkastens mit zwei Drehgestellen,

Fig. 2 ein Beispiel für die Anbringung einer Meßeinrichtung zur Messung der Schrägstellung des

Wagenkastens auf dem Drehgestell,

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Auswertung einer schrägstellung des Wagenkastens auf den Drehgestelen,

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel für ein beim Gegenstand der Erfindung verwendetes Meßgerät,

Fig.5 und 6 zwei verschiedene Zustände der Schrägstellung zwischen Wagenkasten und Drehgestellen,

F i g. 7 die mittels der Anordnung nach dar Erfindung berechnet» Schrägstellung des Wagenkastens als Funktion der Zeit,

Fig.8 die während desselben Zeitabschnittes wie in F i g. 7 auftretende Sdtenbeschleunigung.

Fig. 1 zeigt einen durch eine horizontale Ebene i> symbolisierten Wagenkasten 10. Auf gleiche Weise werden zwei mit dem Wagenkasten 10 federnd gekoppelte Drehgestelle 11 und 12 durch horizontale Ebenen symbolisiert.

Zwischen den Drehgestellen 11 und 12 und dem Wagenkasten 10 sind vier Meßgeräte DTi bis DT₄ angeordnet, welche die Abstände Z,, Z₂, Zj und Z, oder die Änderungen JZi, AZ₂, AZ\ bzw. JZ, des Abstandes zwischen dem Wagenkasten 10 und den Drehgestellen 11 und 12 messen (Fig. 2). Bei diesen Meßgeräten DT\ bis DTi, nimmt deren beweglicher Kern an der mechanischen Belegung zwischen den beiden Fahrzeugteilen teil.

Die Ausgangssignale der Abstandsänderungen JZi, JZ₂, JZj und JZ, von den Meßgeräten DTi, DT₂, DTi jo und DTa werden, wie aus F i g. 3 hervorgeht, über Differenzglieder 16, 17 und 18 zu einem Ausgangssignal 19 zusammengefaßt, das die Schrägstellung SaIs

beschreibt.

Die Meßgeräte DT₁, DT₂. DTi und DT_A können den aus Fig. 4 ersichtlichen Aufbau haben, welcher zur Anzeige kleiner Lageänderungen geeignet ist. Das Prinzip, nach dem die Anordnung nach der Erfindung arbeitet, ist folgendes:

Fig. 1 zeigt den Fall Zi=Z₂ = Z₁ = Z₄, d.h. das Fahrzeug fährt durch einen geraden, horizontalen Gleisabschnitt. Der Pfeil 20 markiert die Fahrtrichtung.

Wenn das Fahrzeug ia einen Übergangsbogen einläuft, geschieht, was in Fig. 5 dargestellt ist: Das erste Drehgestell 11 stellt sich im Verhältnis zum Wagenkasten 10 schräg, wobei die Abstände Zi und Z₂ um die Änderungen AZ₁ und AZ₂ verändert werden. Eine Schrägstellung des Drehgestelles 12 tritt nicht ein, da dieses in diesem Augenblick noch nicht zum Übergangsbogen gekommen ist.

Das von der Signalauswertungseinheit gemäß F i g. 3 gelieferte Ausgangssignal 19 über die Schrägstellung S beschreibt hierbei einen Verlauf, der aus dem ersten steil ansteigenden Teil der Funktion S=f(t) gemäß Fig.7 hervorgeht. Sobald auch das andere Drehgestell 12 zum Übergangsbogen gekommen ist, hat die Funktion 5= f(t) ihren maximalen Wert gemäß Fig. 7 erreicht. Der anschließend im wesentlichen ebene Abschnitt der Funktion 5= f(t) beschreibt die konstante Schrägstellung des Wagenkastens 10, die solange gegenüber dem ersten und dem zweiten Drehgestell 11 und '2 besteht, wie sich die beiden Drehgestelle in dem Übergangsbogen befinden. Wenn das erste Drehgestell 11 den Gleiskurvenabschnitt erreicht hat, der eine konstante Gleisüberhöhung hat, nimmt die Schrägstellung zwischen den Drehgestellen 11 und 12 und dem Wagenkasten 10 ab. Die Funktion S= f(t) hat dann ihren abfallenden steilen Teil erreicht. Wenn beide Drehgestelle 11 und 12 in den Gleiskurvenabschnitt mit konstanter Gleisüberhöhung gelangt sind, besteht zwischen ihnen und dem Wagenkasten 10 keine Schrägstellung mehr.

In F i g. 8 ist im gleichen Zeitmaßstab wie in F i g. 7 die Seitenbeschleunigung a=f(t) gezeigt, woraus man erkennt, daß es mit Beschleunigungsmessungen allein äußerst schwierig ist, schnell den Anfang bzw. das Ende einer Gleiskur\e zu bestimmen. Durch die Bestimmung der Schrägstellung S gemäß der Erfindung erhält man dagegen eine leicht feststellbare Größe gemäß Fig. 7. und zwar sowohl für den Anfang wie auch das Ende einer Gleiskurve.

Die oben beschriebene Meßmethode ist außerdem sowohl gegen die vertikalen Bewegungen und die Nickbewegungen der Drehgestelle Il und 12 und des Wagenkastens 10 wie auch gegen die Wankbewegungendes Wagenkastens 10 unempfindlich.

Hier/u 2 Blatt Zeichnuimcn

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Festeilung des Ein- oder Auslaufens eines Schienenfahrzeuges in eine oder aus einer Gleiskurve, welches einen gegenüber einer Anzahl Drehgestelle abgefederten Wagenkasten aufweist, sowie zwei in jedem Drehgestell aufgehängte Radsätze, wobei Wagenkasten, Drehgestelle und Radsätze gegeneinander beweglich gelagert _!O sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Meßgerät (DT\) zwischen einem ersten beweglichen Fahrzeugteil und einem zweiten beweglichen Fahrzeugteil auf der einen Seite des zweiten beweglichen Fahrzeugteils angeordnet ist, daß ein zweites Meßgerät (DT2) zwischen dem genannten ersten beweglichen Fahrzeugteil und dem zweiten beweglichen Fahrzeugteil auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des zweiten beweglichen Fahrzeugteils angeordnet ist, daß ein drittes Meßgerät (DTj) zwischen einem dritten beweglichen Fahrzeugteil und dem zweiten beweglichen Fahrzeugteil auf der ersten Seite des zweiten beweglichen Fahrzeugteils angeordnet ist, daß ein viertes Meßgerät (DT_A) zwischen dem dritten beweglichen Fahrzeugteil und dem zweiten beweglichen Fahrzeugteil auf der zweiten Seite des zweiten beweglichen Fahrzeugteils angeordnet ist, daß die Meßgeräte den Abstand (Zu Zi, Zj, Za) oder Änderungen (AZu ΔΖι, ΔΖ\, AZ₄) des Abstandes zwischen dem ersten bzw. dem dritten beweglichen Fahrzeugteil und dem zweiten beweglichen Fahrzeugteil auf der jeweiligen Seite desselben messen und daß eine die Meßwerte auswertende Anordnung (Differenzglieder 16, 17, 18) vorhanden ist, deren Ausgangssignal (19) ein Maß für den Unterschied zwischen den Schrägstellungen (S) des ersten und dritten beweglichen Fahrzeugteils gegenüber dem zweiten Fahrzeugteil darstellt

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite bewegliche Fahrzeugteil von dem Wagenkasten (10) und der erste und dritte bewegliche Fahrzeugteil von je einem gegenüber dem Wagenkasten (10) abgefederten Drehgestell (11 bzw. 12) gebildet werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite bewegliche Fahrzeugteil ein Drehgestell und der erste und dritte bewegliche Fahrzeugteil je einen der in dem genannten Drehgestell aufgehängten Radsätze darstellt.