DE4112879A1 - Wagenkasten-neigungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wagenkasten-Nei­ gungssystem, beispielsweise für Waggons von Eisenbahn­ zügen und insbesondere auf ein sogenanntes aktives Wa­ genkasten-Neigungssystem zur gezielten Beeinflussung der Neigung des Waggons bzw. des Wagenkastens in bezug zum Fahrwerk bzw. Drehgestell, um bei einem Personenzug den Insassen beim Durchfahren von Kurven ein verbesser­ tes Fahrgefühl zu vermitteln.

Ein derartiges Wagenkasten-Neigungssystem ist insbeson­ dere dann von Vorteil, wenn schnelle Züge auf nicht bzw. nur schlecht ausgebauten Schienenstrecken mit un­ zureichenden Kurvenüberhöhungen eingesetzt werden. Da­ bei wird der Wagenkasten durch das aktive Wagenkasten- Neigungssystem in Abhängigkeit vom Krümmungsradius der Kurve und der Fahrgeschwindigkeit so geneigt, daß der Fahrgast möglichst wenig Seitenkräfte verpürt. Mit an­ deren Worten, "legt" sich der Wagenkasten bei schneller Fahrt quasi in die Kurve, so daß der Fahrkomfort trotz quadratisch mit der Geschwindigkeit steigender Zentri­ fugalkraft auf einem angenehmen Niveau gehalten wird, wobei nur noch das Fahrwerk die Seitenkräfte aufnimmt.

Aus der Zeitschrift "Eisenbahnkurier", Ausgabe 7/90, Seiten 46 ff., ist ein Wagenkasten-Neigungssystem be­ kannt, das zu beiden Seiten der Wagenkasten-Längsachse eine Kolben-Zylinderanordnung aufweist, über die die Neigung des Wagenkastens bezüglich des Drehgestells ge­ zielt steuerbar ist, wobei gleichzeitig die Abstützung des Wagenkastens am Fahrwerk über im wesentlichen ver­ tikal ausgerichtete Lenker erfolgt. Dabei wird der Wa­ genkasten zu beiden Seiten der Waggon-Längsachse über die Kolben-Zylinderanordnung auf einem jochartigen Kop­ pelteil abgestützt, das seinerseits über zwei schräg von oben nach unten verlaufende Koppelglieder am Dreh­ gestell angelenkt ist. Die Ausrichtung des Wagenkastens in seitlicher Richtung erfolgt durch ein Paar von quer zur Fahrtrichtung angeordneten, weiteren Kolben- Zylinderanordnungen, die auf diese Weise stabilisierend wirken.

Da sich durch diesen Aufbau des Wagenkasten-Neigungssy­ stems allerdings eine Beeinträchtigung bei der Gestal­ tung des im Waggon zur Verfügung stehenden Fahrgast­ raums ergibt, wird in der eigenen älteren Patentanmel­ dung P 40 40 047 ein Wagenkasten-Neigungssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen, das so aufgebaut ist, daß trotz guter Kontrollierbar­ keit des Drehpunkts der Wagenkasten-Neigung ein Höchst­ maß an Platz im Inneren des Waggons verbleibt. Gemäß diesem Vorschlag wird der Wagenkasten zur Koppel eines Viergelenk-Getriebes, bei dem das Getriebegestell vom Fahrwerk und die Kurbel und die Schwinge jeweils von einer Kolben-Zylinderanordnung gebildet werden. In Längs- bzw. Fahrtrichtung des Fahrzeugs übernehmen nach wie vor mechanische Verbindungsglieder, wie z. B. ge­ eignete Lenker, die Fixierung des Wagenkastens in bezug zum Fahrwerk. Durch Ein- und Ausfahren der Wagen­ kastenneigungs-Hydrozylinderanordnungen verschwenkt die Koppel des Viergelenk-Getriebes und damit der Wagenka­ sten um eine horizontale Längsachse des Waggons, wobei durch gleichzeitige Ausfahr- bzw. Einfahrbewegung der Quer-Hydrozylinderanordnung eine Beeinflussung des vir­ tuellen Drehpunkts des Waggons möglich wird. Dieser Aufbau ermöglicht es, sämtliche Betätigungsglieder für die aktive Wagenkasten-Neigung unterhalb des eigentli­ chen Fahrgastraums anzuordnen, der damit von den Maß­ nahmen zur aktiven Beeinflussung der Wagenkasten-Nei­ gung vollkommen unberührt bleibt. Die oben angespro­ chenen Schwierigkeiten bei der Raumaufteilung im Waggon können auf diese Weise beseitigt werden. Die Quer-Hy­ drozylinderanordnung trägt nicht nur wirksam zur Ein­ stellbarkeit eines den Fahrkomfort verbessernden virtu­ ellen Drehpunkts des Wagenkastens bei, sondern sie kann gleichzeitig auch dazu genutzt werden, den Waggon-Auf­ bau in Querrichtung eindeutig geometrisch zu fixieren.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Wa­ genkasten-Neigungssystem gemäß Hauptpatent (Patentan­ meldung P 40 40 047), d. h. gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß sich eine Vereinfachung der Ansteuerung der Hydrozylin­ deranordnungen ergibt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht darauf, daß bei der Ansteuerung der Quer-Hydrozylinderanordnung zwangsläufig Hydraulik- Strömungsmittel verdrängt wird und daß dieses ver­ drängte Strömungsmittelvolumen vorzugsweise vollständig zur Einspeisung in die damit simultan auszufahrende Hy­ drozylinderanordnung der betreffenden Fahrwerkseite ge­ nutzt wird. Durch geeignete Abstimmung der Zylinder­ durchmesser und/oder durch Abstimmung der Anzahl der an der Querverschiebung und an der Vertikalverschiebung beteiligten Hydrozylinder kann die Anordnung derart ge­ troffen werden, daß lediglich noch die Quer-Hydrozylin­ deranordnung oder die betreffenden vertikal ausgerich­ teten Hydrozylinderanordnungen angesteuert werden müs­ sen, um die Hydrozylinderanordnungen simultan so zu be­ aufschlagen, daß der Momentan-Drehpunkt des Wagenka­ stens möglichst nahe am idealen Drehpunkt zur Bereit­ stellung eines Höchstmaßes an Fahrkomfort zu liegen kommt. Das ausschließliche Einspeisen des aus der Quer- Hydrozylinderanordnung verdrängten Strömungsmittels in die Druckseite der Neigungs-Hydrozylinderanordnung der betreffenden Seite führt zu einer Linearität zwischen der Querbewegung des Wagenkastens und der Ausfahr- bzw. Einfahrbewegung der Neigungs-Hydrozylinderanordnung. Es hat sich gezeigt, daß für die in Frage kommenden Nei­ gungswinkel des Wagenkastens, die sich regelmäßig im Bereich von ±10° bezüglich der Vertikalen bewegen, diese Linearität der Beziehung vollkommen genügt, um den Momentan-Drehpunkt mit ausreichender Genauigkeit so zu kontrollieren, daß er möglichst nahe am idealen Drehpunkt bleibt. Die Verbindungsleitung zwischen Quer- Hydrozylinderanordnung und Neigungs-Hydrozylinderanord­ nung ist erfindungsgemäß ständig vorhanden, so daß das aus der einzufahrenden Neigungs-Hydrozylinderanordnung verdrängte Hydraulik-Strömungsmittel in die Quer-Hydro­ zylinderanordnung zurückverdrängt wird. Das vom Gewicht des Wagenkastens unter Druck gesetzte, zurückströmende Strömungsmittel kann dabei als zusätzliche Energie­ quelle für die Verstellung der Quer-Hydrozylinderanord­ nung und für das Ausfahren der auf der anderen Seite der Fahrzeugs-Längsachse vorgesehenen Neigungs-Hydrozy­ linderanordnung genutzt werden. Hierdurch ergibt sich eine sehr kleine Energieaufnahme des Steuersystems für die Wagenkasten-Neigung und darüber hinaus der zusätz­ liche Vorteil eines schnellen Ansprechens des Wagenka­ sten-Neigungssystems. Auch wird der steuerungstechni­ sche Aufwand durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen sehr klein gehalten, da zur Einleitung der Wagenkasten-Nei­ gung nur noch eine Steuerkammer entweder im Bereich der Quer-Hydrozylinderanordnung oder im Bereich einer Nei­ gungs-Hydrozylinderanordnung mit Hydraulik-Druckmittel beaufschlagt werden muß.

Eine besonders einfache Ansteuerung ergibt sich mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 2. Dabei kann eine einzelne Ansteuerung einer Hydro-Zylinderarbeitskammer genügen, um eine gewünschte Simultanbewegung der Nei­ gungs- und des zumindest einen Quer-Hydrozylinders zu bewirken.

Mit der Weiterbildung des Anspruchs 3 läßt sich der zu­ sätzlichen Vorteil erzielen, daß die Strömungswege für das die Wagenkasten-Neigung bewirkende Druckmittel mög­ lichst klein gehalten werden können.

Die Ansteuerung des Wagenkasten-Neigungssystems erfolgt vorzugsweise über eine über Null verschwenkbare Ver­ stellpumpe, mit der das Strömungsmittel von einem Quer- Hydrozylinder zum anderen verdrängt bzw. zwischen den abwechselnd angesteuerten Arbeitszylindern verschoben wird. Die Leistungsaufnahme der Pumpe ist durch das er­ findungsgemäße Ansteuerungsprinzip sehr klein, da der auf der betreffenden Saugseite herrschende Strömungs­ mitteldruck regelmäßig durch den sich bei der Verdrän­ gung des Strömungsmittels aus dem einzufahrenden Nei­ gungs-Hydrozylinder aufbauenden Verdrängungsdruck vor­ gespannt ist. Vorzugsweise wird über eine Zusatzpumpe, die vorteilhafterweise mit der über Null verschwenkba­ ren Haupt-Verstellpumpe gekoppelt ist, der Strömungs­ mittel-Leckageverlust gedeckt, so daß dafür gesorgt ist, daß das Wagenkasten-Neigungssystem sofort an­ spricht. Die Zusatzpumpe kann ferner dazu herangezogen werden, zur Erhöhung der Steifigkeit des Systems die Strömungsmittel-Arbeitsleitungsabschnitte vorzuspannen.

Durch die schaltungstechnisch sehr einfache Maßnahme gemäß Patentanspruch 11 läßt sich - falls erwünscht - gezielt Einfluß auf die Lage des Momentan-Drehpunkts des Wagenkastens nehmen, um beispielsweise in Abhängig­ keit von vorbestimmten Fahrzustands-Parametern eine Feinkorrektur der Wagenkastenlage zu bewirken. Über diese Bypass-Leitung erfolgt dementsprechend eine steu­ erbare Entkopplung der ständig miteinander verbundenen Kolbenräume der Neigungs- und Quer-Hydrozylinderanord­ nungen, wobei der Stromregler bzw. Stromteiler vorzugs­ weise mit Stellsignalen des Steuerteils des Wagenka­ sten-Neigungssystems beaufschlagt wird.

Ansonsten kann das Fahrwerk bzw. die Abstützung des Wa­ genkastens in gleicher Weise ausgebildet werden, wie dies im Hauptpatent (Patentanmeldung P 40 40 047) be­ schrieben ist, dessen Offenbarungsgehalt durch Bezug­ nahme ausdrücklich in diese Anmeldung miteinbezogen werden soll. Auch eine automatische Rückführung des Wa­ genkastens in die Mittel- bzw. Neutralstellung bei Aus­ fall des geregelten Wagenkasten-Neigungssystems läßt sich durch die erfindungsgemäße Ansteuerung mit sehr einfachen Maßnahmen erzielen, indem lediglich die Pumpe überbrückt wird. Ein besonderer Vorteil der erfindungs­ gemäßen Ansteuerung und Kopplung der Hydrozylinder er­ gibt sich noch dadurch, daß in einfacher Weise die Zen­ trifugal- bzw. Zentripetalkraft des Wagenkastens ge­ nutzt werden kann, um die Neigungsverstellung zu bewir­ ken bzw. zu unterstützen. Dabei kann der regelmäßig tiefer als der Drehpunkt des Wagenkastens liegende Schwerpunkt des Wagenkastens bei Kurvenfahrt dazu herangezogen werden, auf die Quer-Hydrozylinder einzu­ wirken, so daß die Quer-Hydrozylinder als Pumpe fungie­ ren können. Bei entsprechend gewählter Masseverteilung kann dann ggfs. auf eine gesonderte Pumpe verzichtet werden.

Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Aufriß des Wagen­ kasten-Neigungssystems mit schemati­ sierter Darstellung der zugehörigen Drehpunkte des Wagenkastens; und

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht ei­ ner Weiterbildung des Wagenkasten- Neigungssystems.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Drehgestell bzw. Fahrwerk eines schienengebundenen Fahrzeugs be­ zeichnet. Das Fahrwerk 10 trägt über ein Lenkerpaar 14, 16 den Wagenkasten 12, wobei die Anlenkpunkte mit 18, 20, 22 und 24 bezeichnet sind. Die Anlenkpunkte 18, 20 sind symmetrisch zu einer Längs-Mittelebene des Fahr­ werks 10 angeordnet und die Anlenkpunkte 22 symmetrisch zu einer Mittelebene EM des Wagenkastens 12. Die Lenker 14, 16 sind als Hydrozylinderanordnungen ausgebildet und werden nachfolgend als Neigungs-Hydrozylinder be­ zeichnet. Jeder Neigungs-Hydrozylinder 14, 16 weist einen eigentlichen Arbeitszylinder 26, 28 und einen Fe­ der-Dämpfungszylinder 30, 32 auf, an dem der jeweilige Gelenkpunkt 18, 20 ausgebildet ist und der mit dem zu­ gehörigen Arbeitszylinder 26, 28 ein Feder-Dämpfungsvo­ lumen 34, 36 einschließt, das jeweils mit einem Hydro­ speicher 38, 40 gekoppelt ist.

Der Wagenkasten 12 bildet die Koppel eines Viergelenk- Getriebes mit den Gelenkpunkten 18, 20 als Gestell bzw. als gestellfeste Punkte und mit den Neigungs-Hydrozy­ lindern 14, 16 als Kurbel bzw. Schwinge veränderbarer Länge, um den Neigungswinkel ALPHA der Mittelebene EM des Wagenkastens 12 zur Vertikalen bzw. zur Längsmit­ telebene des Fahrwerks 10 vorzugsweise geregelt einzu­ stellen. Zur Kontrollierung des Momentan-Drehpunktes D, d. h. zur Einstellung des Momentan-Drehpunktes D, auf einen virtuellen, optimalen Drehpunkt, ist der Wagenka­ sten 12 am Punkt 42 an eine Quer-Hydrozylinderanordnung angelenkt, die von zwei Quer-Hydrozylindern 44, 46 ge­ bildet ist. Die beiden Quer-Hydrozylinder 44, 46 sind im wesentlichen in einer gemeinsamen Horizontalebene angeordnet und liegen achsfluchtend einander gegenüber.

Bei 48 bzw. 50 sind die Quer-Hydrozylinder 44, 46 am Fahrwerk 10 in gleicher Höhe angelenkt. Bei der gezeig­ ten Ausführungsform ist jedem Quer-Hydrozylinder 44, 46 eine eigene Kolbenstange 52A bzw. 52B zugeordnet, die über den Anlenkpunkt 42 für den Wagenkasten 12 gelenkig gekoppelt sind.

Die Steuerung der Wagenkasten-Neigung erfolgt derart, daß die Neigungs-Hydrozylinder 14, 16 gegensinnig ein- und ausgefahren werden, wobei gleichzeitig eine Ver­ schiebung bzw. eine Verlagerung des Gelenkpunktes 42 aus der Längsmittelebene EL heraus auf die Seite hin erfolgt, auf der ein Ausfahren des Neigungs-Hydrozylin­ ders 14 bzw. 16 stattfindet. Die von der Koppel, d. h. vom Wagenkasten 12 durchgeführte Bewegung ist in Fig. 1 durch die unterschiedlichen Lagen der Anlenkpunkte 22, 24 angedeutet. In der Ausgangsstellung nehmen die Anlenkpunkte die Stellungen 22 ₀ und 24 ₀ ein. Der Wagen­ kasten 12 ist damit horizontal ausgerichtet und der koppelfeste Gelenkpunkt 42 befindet sich in der Stel­ lung 42 ₀, d. h. in der Längsmittelebene EL. Mit zuneh­ mender Ausfahrbewegung des Neigungs-Hydrozylinders 14 bei simultaner Einfahrbewegung des Neigungs-Hydrozylin­ ders 16 verlagert sich die Koppel, d. h. der Wagenkasten 12 bei größer werdendem Winkel ALPHA so, daß die Punkte 22 ₁ bis 22 ₃ bzw. 24 ₁ bis 24 ₃ überfahren werden. Gleich­ zeitig erfolgt eine Verschiebung bzw. Verlagerung des koppelfesten Punktes 42 gemäß Fig. 1 nach links der­ art, daß der Drehpunkt D des Wagenkastens 12 im wesent­ lichen stationär bleibt bzw. in einem vorbestimmten Ab­ standsmaß B vom optimalen Drehpunkt eingestellt bleibt.

Um diese Kinematik mit einfachster Ansteuerung sicher­ zustellen, sind die mit 56, 58 bezeichneten Kolbenstan­ gen-Zylinderräume der Quer-Hydrozylinder 44, 46 über eine Strömungsmittelleitung 60 verbunden, in der eine über Null verschwenkbare Verstellpumpe 62 sitzt, so daß Leitungsabschnitte 60A und 60B gebildet werden. Die auf der anderen Seite des Kolbens liegenden Zylinderräume 64, 66 der Quer-Hydrozylinder 44, 46 stehen über eine Verbindungsleitung 68 bzw. 70 mit dem betreffenden Zy­ linder-Druckraum 72 bzw. 74 des auf der gleichen Seite liegenden Neigungs-Hydrozylinders 14 bzw. 16 in Verbin­ dung. Die Verbindungsleitung 68, 70 mündet jeweils in eine Ringkammer 76 bzw. 78 vorbestimmter axialer Er­ streckung und von dort über einen Radialkanal 80 bzw. 82 in den betreffenden Zylinder-Druckraum 72, 74.

Die über Null verschwenkbare Verstellpumpe 62 wird durch einen Regler 84 angesteuert, der über eine Si­ gnalleitung 86 mit einem Wegaufnehmer 88 zur Erfassung des Verschiebewegs des koppelfesten Punktes 42 verbun­ den ist.

Durch geeignete Abstimmung der Zahl der Quer-Hydrozy­ linder auf die Anzahl der Neigungs-Hydrozylinder und/oder durch Abstimmung der Arbeitsquerschnitte die­ ser Hydrozylinderanordnungen aufeinander, ist das aus dem betreffenden Zylinderraum 64 bzw. 66 verdrängte Hydraulik-Strömungsmittel volumenmäßig gerade so groß, daß sich bei dessen Einspeisung über die Verbindungs­ leitung 68 bzw. 70 in den Zylinder-Druckraum 72 bzw. 74 ein solches Ausfahrmaß des Neigungs-Hydrozylinders 14 bzw. 16 ergibt, daß die in Fig. 1 angedeutete Ver­ schwenkbewegung des Wagenkastens 12 um den optimalen Drehpunkt D - ggf. mit geringer Bereichsabweichung B - erzielbar ist. Gleichzeitig erfolgt über die ständige Kopplung der Quer-Hydrozylinder und Neigungs-Hydrozy­ linder über die Verbindungsleitungen 68 bzw. 70 im Be­ reich des jeweils einfahrenden Neigungs-Hydrozylinders 16 eine Verdrängung des Arbeits-Strömungsmittels aus dem Zylinder-Druckraum 74 in den Zylinderraum 66 des entlasteten Quer-Hydrozylinders 46, aus dem über die Verstellpumpe 62 Hydraulik-Strömungsmittel abgesaugt wird. Dieses aus dem Zylinder-Druckraum 74 herausge­ drückte Strömungsmittel unterstützt die durch die Ver­ stellpumpe 62 eingeleitete Verschiebebewegung der Kol­ benstange 52B, 52A, so daß die Verstellpumpe 62 entla­ stet werden kann.

Mit 90 ist eine mit der Verstellpumpe 62 synchron ange­ triebene Zusatzpumpe bezeichnet, die über jeweils ein Rückschlagventil 92, 94 eine gewisse Menge Strömungs­ mittel in die Strömungsmittelleitungsabschnitte 60A und 60B zu beiden Seiten der Verstellpumpe 62 einspeisen kann. Die Menge des einzuspeisenden Strömungsmittels ist beispielsweise so gewählt, daß sie gerade ausreicht, Leckageverluste der Verstellmimik abzudec­ ken. Zur Erhöhung der Steifigkeit des Systems kann über die Pumpe 90 eine Druckvorspannung in den Leitungsab­ schnitten 60A, 60B erfolgen.

Die oben angesprochenen Leckageverluste können bei ei­ ner modifizierten Variante des Wagenkasten-Neigungssy­ stems, bei der die Kolbenstangen 52A, 52B zu einer Ein­ heit verbunden sind auch dadurch bedingt sein, daß sich der koppelfeste Punkt 42, insbesondere in den Extremla­ gen der Neigungsverstellung und bei exakt synchroner gegenläufiger Verstellung der Neigungs-Hydrozylinder 14, 16, nicht genau auf einer Geraden bewegt, die durch die gemeinsame Kolbenstange 52* vorgegeben ist. Zwän­ gungen der Getriebemechanik können in diesem Fall da­ durch ausgeschlossen werden, daß der Anlenkpunkt des Wagenkastens 12 an der Kolbenstange 52* über ein La­ schengelenk erfolgt.

Eine Weiterbildung des Wagenkasten-Neigungssystems ge­ mäß Fig. 1 ist in Fig. 2 angedeutet. Diejenigen Bau­ teile der Variante gemäß Fig. 2, die denjenigen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 entsprechen, sind mit Be­ zugszeichen versehen, denen eine "1" vorgeschaltet ist.

Um Wiederholungen zu vermeiden, werden diese Komponen­ ten hier nicht mehr näher beschrieben. Bei dieser Aus­ führungsform ist lediglich eine einzige Kolbenstange 152 gezeigt. Es versteht sich jedoch, daß auch bei die­ ser Variante wiederum zwei bei 142 gelenkig verbundene Kolbenstangen verwendet werden können.

In Ergänzung zum zuvor beschriebenen Ausführungsbei­ spiel ist bei der Variante gemäß Fig. 2 eine Bypass- Leitung 196 zwischen den Verbindungsleitungen 168 und 170 vorgesehen, wobei in diese Bypass-Leitung 196 ein Stromregler oder Stromteiler eingegliedert ist. Dieser Stromregler oder Stromteiler 198 ist über den Regler 184 ansteuerbar, was durch die Signalleitung 199 ange­ deutet ist. Über die Bypass-Leitung 196 erfolgt dement­ sprechend eine teilweise Entkopplung der über die Ver­ bindungsleitungen 168, 170 miteinander verbundenen Kol­ benräume 164, 172 bzw. 166, 174. Dadurch kann die Nei­ gung des Wagenkastens 112 im Verhältnis zum Querschie­ bungsmaß MQ am Anlenkpunkt 142 der gemeinsamen Kolben­ stange 152 gezielt variiert werden, um beispielsweise bestimmten Betriebsparametern des Fahrzeugs Rechnung zu tragen.

Selbstverständlich ist es möglich, das Wagenkasten-Nei­ gungssystem abweichend von den zuvor beschriebenen Aus­ führungsformen zu gestalten, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So ist es beispielsweise auch denkbar, die Ansteuerung des Wagenkasten-Neigungssy­ stems dadurch zu bewerkstelligen, daß die Strömungsmit­ telleitung 60 an andere, miteinander korrespondierende Zylinderräume der Quer- oder Neigungs-Hydrozylinder an­ geschlossen wird. Anstelle einer über Null verschwenk­ baren Verstellpumpe kann auch eine Pumpe vorgesehen werden, die mit einem Wegeventil zur wechselweisen Beaufschlagung der Zylinderräume der Quer-Hydrozylin­ deranordnung zusammenarbeitet. Auch ist es möglich, pro Fahrwerkseite mit mehreren Quer-Hydrozylindern und/oder mehreren Neigungs-Hydrozylindern zu arbeiten.

Da der Schwerpunkt des Wagenkastens regelmäßig tiefer liegt als der Drehpunkt D, werden die Quer-Hydrozylin­ der 44, 46 bzw. 144, 146 infolge der Zentrifugalkraft bei Kurvenfahrt als Pumpe wirken und eine Neigungsver­ änderung hervorrufen. Dadurch wird die von der Pumpe 62, 162 aufzubringende Verstellmenge reduziert.

Bei entsprechender Masseverteilung des Wagenkastens 12, 112 kann auf die Pumpe 62, 162 ganz verzichtet werden. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Arbeitsräume 56, 156 und 58, 158 über ein Regelventil, das vorzugsweise von einem Positionsregler 84 bzw 184 angesteuert ist, ver­ bunden oder aber direkt miteinander gekoppelt werden.

Die Erfindung schafft somit ein Wagenkasten-Neigungssy­ stem, insbesondere für schienengebundene Fahrzeuge, das zu beiden Seiten der Wagenkasten-Längsachse eine Kol­ ben-Zylinderanordnung aufweist, über die die Neigung des Wagenkastens bezüglich eines Fahrwerks gezielt steuerbar ist. Die Abstützung des Wagenkastens am Fahr­ werk erfolgt zur Steuerung des Wagenkastens über im we­ sentlichen vertikal ausgerichtete Lenker in Form von ansteuerbaren Neigungs-Hydrozylinderanordnungen. Jedem Wagenkasten ist zur Festlegung des virtuellen Dreh­ punkts des Wagenkastens zumindest eine einerseits am Fahrwerk und andererseits an einem wagenkastenfesten Punkt angelenkte, ebenfalls ansteuerbare Quer-Hydrozy­ linderanordnung zugeordnet. Um die Ansteuerung des Wa­ genkasten-Neigungssystems zu vereinfachen, sind die Neigungs-Hydrozylinderanordnungen hydraulisch mit der zumindest einen Quer-Hydrozylinderanordnung derart ge­ koppelt, daß vorzugsweise das gesamte, aus der Quer-Hy­ drozylinderanordnung bzw. einer Neigungs-Hydrozylin­ deranordnung verdrängte Strömungsmittel über eine Ver­ bindungsleitung der Druckseite der jeweils simultan auszufahrenden Neigungs-Hydrozylinderanordnung bzw. der Quer-Hydrozylinderanordnung unmittelbar zuführbar ist.

Claims (14)

1. Wagenkasten-Neigungssystem insbesondere für schienengebundene Fahrzeuge, mit einer Kolben-Zylin­ deranordnung zu beiden Seiten der Wagenkasten- Längsachse, über die die Neigung des Wagenkastens be­ züglich eines Fahrwerks gezielt steuerbar ist, wobei die Abstützung des Wagenkastens am Fahrwerk zur Steue­ rung der Neigung des Wagenkastens über im wesentlichen vertikal ausgerichtete Lenker in Form von ansteuerbaren Neigungs-Hydrozylinderanordnungen erfolgt und jedem Wa­ genkasten zur Festlegung des virtuellen Drehpunkts des Wagenkastens zumindest eine einerseits am Fahrwerk und andererseits an einem wagenkastenfesten Punkt ange­ lenkte, ansteuerbare Quer-Hydrozylinderanordnung zuge­ ordnet ist, nach Hauptpatent (Patentanmeldung P 40 40 047), dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungs-Hydrozy­ linderanordnungen (14, 16; 114, 116) hydraulisch mit der zumindest einen Quer-Hydrozylinderanordnung (44, 46; 144, 146) derart gekoppelt sind, daß das aus der Quer-Hydrozylinderanordnung (44, 46) bzw. aus einer Neigungs-Hydrozylinderanordnung (14, 16) verdrängte Strömungsmittel über eine Verbindungsleitung (68, 70; 168, 170) der Druckseite der jeweils auszufahrenden Hy­ drozylinderanordnung (14, 16; 114, 116) bzw. der Quer- Hydrozylinderanordnung (44, 46; 144, 146) unmittelbar zuführbar ist.

2. Wagenkasten-Neigungssystem nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der über die betreffende Verbindungsleitung (68, 70) gekoppelten Ar­ beitsraum-Volumina (64, 72 bzw. 66, 74) so gewählt bzw. das Durchmesserverhältnis der Hydrozylinder (44, 14 bzw. 46, 16) so abgestimmt ist, daß bei der Neigung des Wagenkastens (12) der virtuelle Drehpunkt (D) im we­ sentlichen stationär bleibt.

3. Wagenkasten-Neigungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Quer- Hydrozylinderanordnung zwei einander gegenüberliegende Quer-Hydrozylinder (44, 46; 144, 146) aufweist, deren nach außen geführte Arbeitskolbenstangen (52A, 52B) über den wagenkastenfesten Anlenkpunkt (42, 142) mit­ einander verbunden sind, und daß die dem Anlenkpunkt (42; 142) abgewandten Zylinderräume (64, 66; 164, 166) jeweils einen Anschluß an die Hydrozylinderanordnung (14, 16; 114, 116) der betreffenden Fahrwerkseite ha­ ben.

4. Wagenkasten-Neigungssystem nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstel­ lung der Neigungs-Hydrozylinder (14, 16) bzw. der Quer- Hydrozylinderanordnung (44, 46) unter Zuhilfenahme zu­ mindest eines umsteuerbaren Ventils erfolgt.

5. Wagenkasten-Neigungssystem nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstel­ lung der Neigungs- und Quer-Hydrozylinder durch An­ steuerung der Quer-Hydrozylinderanordnung (44, 46; 144, 146) über eine über Null verschwenkbare Pumpe (62) er­ folgt.

6. Wagenkasten-Neigungssystem nach einem der Ansprü­ che 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kolbenstangenseitigen Zylinderräume (56, 58) über eine Strömungsmittelleitung (60, 60A, 60B) verbunden sind, in der eine über Null verschwenkbare Pumpe (62) ange­ ordnet ist.

7. Wagenkasten-Neigungssystem nach einem der Ansprü­ che 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstel­ lung der Quer-Hydrozylinder (44, 46) durch Ansteuerung der den Kolbenstangen (52A, 52B) abgewandten Zylinder­ räume (64, 66) erfolgt und die Verbindungsleitung zwi­ schen dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum (56, 58) und der zugehörigen Druck-Arbeitskammer (74 bzw. 72) des bezüglich der Fahrwerksmitte gegenüberliegenden Neigungs-Hydrozylinders (16, 14) erfolgt.

8. Wagenkasten-Neigungssystem nach einem der Ansprü­ che 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der über Null verschwenkbaren Pumpe (62) eine Zusatzpumpe (90) paral­ lel geschaltet ist, mit der zur Deckung des Leckagever­ lustes Strömungsmittel über jeweils ein Rückschlagven­ til (92, 94) in die Strömungsmittelleitung (60) strom­ auf und stromab der über Null verschwenkbaren Pumpe (62) einspeisbar ist.

9. Wagenkasten-Neigungssystem nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Pumpen (62, 90) zwangsge­ koppelt sind.

10. Wagenkasten-Neigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (168, 170) zur partiellen Entkopp­ lung der über die Verbindungsleitung (168, 170) mitein­ ander verbundenen Kolbenräume (164, 172, 166, 174) untereinander über eine Bypass-Leitung (196) in Verbin­ dung stehen, in der ein vorzugsweise ansteuerbarer Stromteiler (198) oder Stromregler eingegliedert ist.

11. Wagenkasten-Neigungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskolbenstangen (52A, 52B) starr miteinander ge­ koppelt sind.

12. Wagenkasten-Neigungssystem nach einem der An­ sprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskolbenstangen (52A, 52B) der getrennt ver­ schwenkbar gelagerten Quer-Hydrozylinder (44, 46) über den wagenkastenfesten Anlenkpunkt (42, 142) gelenkig miteinander verbunden sind.

13. Wagenkasten-Neigungssystem nach einem der An­ sprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zu­ mindest einen Arbeitskolbenstange (52A, 52B; 152) ein Weggeber (88; 188) zugeordnet ist, dessen Signale einem Neigungswinkel-Regler (84; 184) zugeführt werden.

14. Wagenkasten-Neigungssystem nach einem der An­ sprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein akti­ ves Dämpfungssystem vorgesehen ist, bei dem jeder Nei­ gungs-Hydrozylinderanordnung jeder Seite eine Servoven­ til zugeordnet ist, das durch eine Pumpe (62), mit der vorzugsweise auch die Neigungsverstellung erfolgt, an­ steuerbar ist.