DE4420367C1 - Querfederung für ein Schienenfahrzeug und Verfahren zu deren Steuerung - Google Patents
Querfederung für ein Schienenfahrzeug und Verfahren zu deren SteuerungInfo
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- 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
- B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Querfederung für ein Schienenfahrzeug und auf ein Ver
fahren zu deren Steuerung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Vorrichtungsanspruchs 1,
bzw. des Verfahrensanspruchs 8.
Eine bekannte Querfederung (EP 05 92 387 A1) mit diesen Merkmalen basiert auf einer
Druckausgleichsregelung, bei der die aktiven, fluidgestützten Querfedern in Abhängigkeit vom
Querweg y des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestellrahmen über Druckregelventile mit
einem vorgegebenen Solldruck aus einer Druckquelle beaufschlagt werden. Der Solldruck ist
also dort eine Funktion der Wagenkastenauslenkung in y-Richtung.
Zur Minimierung des Luftverbrauchs wird der Wagenkasten nicht in eine bestimmte Position
gebracht, insbesondere nicht in seine Mittellage rückgestellt. Statt dessen soll bei normaler
Bogenfahrt des Schienenfahrzeugs ein Anlaufen an die harte Zusatz- oder Notfederung ver
mieden werden. Die Kennlinie der Querfederung bleibt trotz Druckerhöhung immer noch wei
cher als die (Gummi-)Zusatzfederung, so daß der Fahrkomfort beträchtlich erhöht werden
kann. Gleichwohl kann aus Sicherheitsgründen nicht ganz auf die Zusatzfederung verzichtet
werden, weil diese bei einem Ausfall der Druckregelung neben den Sekundärfedern die einzige
verbleibende Querfederung darstellt.
Ein gewisser Nachteil dieser bekannten Querfederung ist deren relativ hoher Energiebedarf.
Dieser entsteht durch die Notwendigkeit, in den aktiven Elementen bei allen Fahrzuständen,
also auch bei Geradeausfahrt, ständig einen bestimmten Druck aufrechtzuerhalten, wobei an
dererseits ein ständiger dynamischer Druckabbau möglich sein muß, um die Querfederung
nicht unzulässig gegen die dynamischen Querschwingungen kleiner Amplituden zu verhärten.
Mit der bekannten Querfederung kann eine Wagenkasten-Neigungssteuerung, mit der die re
gelmäßig zu fahrenden Bogengeschwindigkeiten angehoben werden können, nicht unterstützt
werden, weil bei hohen Fliehkräften in stationärer Bogenfahrt bald die Druckerhöhung auf der
bogenaußenseitigen Querfederseite einsetzt. Zum Neigen eines Fahrzeugs nach bogeninnen
ist jedoch eine gewisse Querverlagerung des Wagenkastens gegenüber dem Fahrgestell er
wünscht, damit das Lichtraumprofil eingehalten wird und ggf. die Höhe des Wankpols optimiert
werden kann.
Als Wankpol bezeichnet man die in Fahrzeuglängsrichtung liegende, in Z- und ggf. auch Y-
Richtung lageveränderliche Achse, um die sich der Wagenkasten momentan dreht, wenn er in
einen Bogen hineingeneigt wird. Insbesondere wird durch die besagte Querverschiebung des Wagenkastens nach kurven
außen der Wankpol gegenüber einer konventionellen starren Drehzapfen-Querfederanord
nung nach oben verschoben. Damit wird einerseits die fahrzeugseitige Einhaltung des
Lichtraum-Streckenprofils sichergestellt und andererseits der Einfluß von Querbeschleunigun
gen aus der aktiven Neigungssteuerung auf das Wohlbefinden der Fahrgäste minimiert.
Bei einer weiteren bekannten aktiven Querfederung (DE 42 16 727 A1) sind zur Begrenzung
der Amplituden von Querschwingungen von Schienenfahrzeugen vor allem im Haltestellenbe
reich bei hohem Strecken-Fahrkomfort einfachwirkende Nehmerzylinder zwischen dem Wa
genkasten und dem Fahrgestell gegeneinander arbeitend liegend angeordnet, deren Arbeits
kammern jeweils mit einem hydropneumatischen Federelement sowie mit einem angetriebe
nen Geberzylinder kommunizieren. Mittels des letzteren kann der hydraulische Druck in den
Nehmerzylindern bedarfsweise gesteuert, insbesondere erhöht werden, um die den Wagenka
sten auf die Fahrgestellmitte zentrierende Kraft zu erhöhen und auf der Federseite eine höhe
re Vorspannung bzw. Federsteifigkeit einzustellen. Die Federelemente können eine progressi
ve Kraft-Weg-Kennlinie haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom eingangs erörterten Stand der
Technik eine aktive Querfederung für Schienenfahrzeuge anzugeben, mit der auch bei ge
wollten Querauslenkungen des Wagenkastens bei stationärer Bogenfahrt dynamische Störun
gen mit geringen Schwingungsamplituden von einer weichen Federcharakteristik ausgeglichen
werden können. Auch soll ein Verfahren zur aktiven-Steuerung einer solchen Querfederung
angegeben werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Vorrichtungs
anspruchs 1 und des Verfahrensanspruchs 8 gelöst. Die Merkmale der sich jeweils an die un
abhängigen Ansprüche anschließenden Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen
der Vorrichtung bzw. des Verfahrens an.
Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Querfederung werden weitere Vorteile erreicht:
Man kann die Mittellage der weichen Querfedersteifigkeit jetzt bei stationärer Bogenfahrt ent sprechend der seitlichen Auslenkung des Wagenkastens aus der Drehgestellmitte bedarfsge recht nach kurvenaußen verschieben, so daß die dynamischen Querschwingungen geringer Amplituden, die z. B. durch Gleisunebenheiten angeregt werden, weiterhin wie bei Geradeaus fahrt weich abgefedert werden.
Man kann die Mittellage der weichen Querfedersteifigkeit jetzt bei stationärer Bogenfahrt ent sprechend der seitlichen Auslenkung des Wagenkastens aus der Drehgestellmitte bedarfsge recht nach kurvenaußen verschieben, so daß die dynamischen Querschwingungen geringer Amplituden, die z. B. durch Gleisunebenheiten angeregt werden, weiterhin wie bei Geradeaus fahrt weich abgefedert werden.
Ein zweiter Vorteil besteht in der Möglichkeit, bei einem mit aktiver Neigungssteuerung ausge
statteten Fahrzeug die Lage des Wankpols beeinflussen zu können.
Schließlich ist der Energiebedarf der erfindungsgemäßen Lösung geringer als beim Stand der
Technik, weil bei Geradeausfahrt keine Fluidzufuhr zu den Antriebselementen notwendig ist.
Wenn durch dynamische Querschwingungen Fluid aus den Antriebselementen verdrängt wird,
gelangt dieses nicht in den Rücklauf, sondern wird in den Speicherelementen gepuffert.
Weitere Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen aus der Beschreibung
hervor.
Ein Ausführunbgsbeispiel der erfindungsgemäß
aufgebauten Querfederung wird anhand der
Zeichnung näher dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Prinzipskizze einer aktiven Querfederung in einem Schienenfahrzeug-
Drehgestell,
Fig. 2 eine Ausführung des in Fig. 1 als Blackbox dargestellten hydraulischen
Steuerblocks.
Ein Wagenkasten 1 ist gemäß Fig. 1 gegenüber einem nur durch einen Querträger 2 ange
deuteten Fahrgestell, z. B. einem Drehgestellrahmen, in Querrichtung über einen Mitnehmer 3
und daran angelenkte Kolbenstangen 4a und 4b es rechten Antriebs 5 und eines linken An
triebs 6 abgestützt. Der Mitnehmer 3 kann als Drehzapfen in der Hochachse der Schwenkbe
wegungen des Drehgestells liegen. Die vorhandene Sekundärfederung zwischen dem Wagenkasten und dem Fahrgestell ist hier
zur Vereinfachung nicht dargestellt.
Die Antriebe 5 und 6 sind als liegende doppeltwirkende Differential-Hubzylinder mit je zwei
Arbeitskammern ausgeführt und an dem Querträger 2 gelenkig so befestigt, daß das Einfedern
des Wagenkastens in der Sekundärfederung und das Ausdrehen bei Bogenfahrt nicht behin
dert wird.
Ihre Arbeitskammern sind durch Leitungen 7 bzw. 8 überkreuz miteinander verbunden und
sind so paarweise an zwei getrennte Systemzweige A und B angeschlossen. Die Wirkungsflächen
der Hubzylinder sind in der Summe in beiden Bewegungsrichtungen gleich. Jeder der beiden
Systemzweige A und B kommuniziert - über ein schaltbares oder proportional steuerbares Ven
til V1 bzw. V2 - mit einem hydropneumatischen Speicherelement 9 bzw. 10. Letztere sind luft
seitig vorgespannt, indem der hydraulische Systemdruck selbsttätig ständig oberhalb eines
Mindestlevels gehalten wird. Die Luftvolumina der Speicherelemente stellen eine relativ weiche Querfederung dar, auf die
der Wagenkasten über das hydraulische System abgestützt ist. Querkomponenten aus der
Sekundärfederung können noch hinzukommen. Abweichend von der hier vereinfachten Darstellung kann in jedem Systemzweig mehr als ein
Speicherelement vorgesehen werden, damit man auch die Querfederkonstante z. B. durch Zu-
und Wegschalten eines weiteren Volumens beeinflussen kann.
Ferner kann die Antriebseinrichtung abweichend von der hier gewählten Darstellung auch mit
nur einem Gleichgangzylinder anstelle der beiden doppeltwirkenden Zylinder 5 und 6 arbeiten,
dessen beide Arbeitskammern dann jeweils an einen der Systemzweige A bzw. B angeschlos
sen werden. Zwar hätte man damit einen geringeren Bauteileaufwand, jedoch ist der relativ
voluminöse und wegen der beidseitigen Kolbenstange lange Gleichlaufzylinder im beengten
Drehgestell-Einbauraum schlechter unterzubringen als die bevorzugte geteilte Anordnung.
Bei jeder Bewegung der Kolbenstangen 4a und 4b, die gegen die Querfederkraft aus der dar
gestellten kraftneutralen Mittellage aufgrund von auf den Wagenkasten 1 einwirkenden Quer
kräften abweicht, wird in beiden Systemzweigen A und B ein Flüssigkeitsvolumen über die beiden
Leitungen 7 und 8 verschoben.
Z. B. wird bei einer Kolbenbewegung nach links (z. B. beim Einlauf in eine Rechtskurve, wenn
man in Fahrtrichtung auf die Figur blickt) aus beiden linken Arbeitskammern der Antriebe 5 und
6 Volumen verdrängt und der Innendruck in dem linken Speicherelement 9 erhöht. Anderer
seits vergrößert sich das Volumen der beiden rechten Arbeitskammern, wobei aus dem rech
ten Speicherelement 10 durch Druckabsenkung nachgefüllt wird.
Die Speicherelemente 9 und 10 puffern dabei auch die Differenzen zwischen den verdrängten
Volumina der kommunizierenden Arbeitskammern. Die Kolbenstangen sind also durch Hin-
und Herschieben der hydraulischen Kammerfüllung gegen Federkraft beweglich. Das gilt auch
bei einem eventuellen Ausfall des Druckerzeugers.
Strömungswiderstände in den Leitungen 7 und 8 sowie in den Ventilen verursachen eine aus
legungsabhängige Bewegungsdämpfung. Z. B. könnte man ein Drossel- oder Dämpferventil
vorsehen. Man wird ggf. auf einen separaten, in konventionellen Fahrgestellen vorzusehenden
Querdämpfer verzichten können, wenn es gelingt, dessen Wirkung auf die hydraulische Stütze
der hier beschriebenen hydropneumatischen Querfederung zu verlagern.
Mit "Y/U" näher bezeichnet, ist an der Kolbenstange 4 auch ein Weggeber 11 vorgesehen, der
jede Querbewegung des Mitnehmers 3 bzw. der Kolbenstange 4a und/oder 4b (also in Y-Rich
tung, wenn die Fahrtrichtung die X- und die Höhe die Z-Richtung ist) in ein Spannungssignal U
umsetzt. Der hier nur der Übersichtlichkeit halber herausgezeichnete Weggeber 11 wird vor
zugsweise in den hydraulischen Antrieb integriert.
Sein elektrisches Bewegungs- oder Stellungssignal wird einem Regler 12 als Ausgangs- oder
Istgröße der Querverschiebung des Wagenkastens zugeführt. Das Regler-Ausgangssignal
wiederum gelangt an einen mit verschiedenen Ventilen (Fig. 2) bestückten hydraulischen
Steuerblock 13. Dieser ist hydraulisch zwischen die Leitungen 7 und 8 und eine Hochdruck
pumpe 14 nebst einem Rücklauf 15 und Hydraulikreservoir 16 geschaltet. Die Pumpe ist z. B.
für einen Lieferdruck von 210 bar auszulegen.
Der Regler 12 ist für eine aktive Beeinflussung der kraftneutralen Mittellage der Querfederung
vorgesehen, wie später noch näher erörtert wird. Bei Bedarf kann er auch weitere Eingänge
für druckanaloge Signale haben, mit denen der hydraulische Systemdruck in den Systemzwei
gen A und B durch geeignete - hier nicht gezeigte - Drucksensoren übermittelt wird.
Zur Ergänzung der Querfederung um eine weitere Funktion kann noch ein weiterer Regler 17
vorgesehen werden, dessen Ausgangssignal - selbstverständlich über Verstärker - die beiden
Ventile V1 und V2 zu steuern hat. Wie hier durch die Schaltsymbole angedeutet ist, kann mit
dieser Einrichtung durch Ventilbetätigung die hydraulische Dämpfung der Kolbenstangenbe
wegung einstufig oder auch proportional geändert werden, indem von der gezeigten Ruhestel
lung, in der die Ventile V1 und V2 ohne Drosselwirkung sind, in einem oder mehreren Schritten
auf eine stärkere Drosselung des Durchflusses zwischen den Arbeitskammern der Antriebe 5
und 6 und den Speicherelementen 7 und 8 umgeschaltet wird.
Die Ventile V1 und V2 werden normalerweise stets gemeinsam gesteuert. Prinzipiell könnte
die Einrichtung auch mit nur einem dieser Ventile arbeiten, denn der andere Systemzweig ist über
die Kolbenstangen 4a und 4b zwangsgekoppelt.
Der Dämpfungsgrad wird dabei in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, der Fahrzeug-
Zuladung und der Streckensituation (Gerade oder Bogen), ggf. entsprechend der gegebenen
Gleislage, eingeregelt. Eingangssignale dieses Reglers 17 können neben dem Weg (Y/U) der
Kolbenstangen deren Geschwindigkeit dy/dt und Beschleunigung d²y/dt² sein, ggf. auch ge
speicherte oder vom Fahrweg abgelesene Streckendaten (Gleisradien, Gleisqualität).
Wie man in Fig. 2 erkennt, umfaßt der Steuerblock 13 vorzugsweise ein Proportional-Steuer
ventil 18, dessen Stellungen vom Regler 12 einstellbar sind. Es beherrscht die Verbindungen
zwischen den beiden Systemzweigen A und B einerseits und dem Pumpenanschluß P und dem
Rücklaufanschluß T andererseits. In seiner nicht aktivierten Ruhestellung (z. B. bei Geradeausfahrt) sind die besagten Verbin
dungen geschlossen. Diese Stellung stellt sich selbsttätig auch bei einem Ausfall der elektroni
schen Steuerung ein. Wenn hingegen bei aktiviertem Steuerventil ein Systemzweig mit der
Pumpe verbunden ist, kann gleichzeitig aus dem anderen Systemzweig Druck zum Rücklauf
hin abgebaut werden.
Getrennt für jeden Systemzweig ist dem Steuerventil 18 ein Rückschlagventil 19 und antiparal
lel dazu ein druckschaltbares Stützventil 20 (eingangsdruckgeschaltet; funktionell ein Druckbe
grenzer) mit einstellbarer Schaltschwelle nachgeschaltet, wobei das jeweilige Rückschlagventil
Hydraulikflüssigkeit nahezu ungehindert von der Pumpe 14 in den nachgeschalteten System
zweig einströmen läßt, während das Stützventil eine Strömung vom Systemzweig zum Rück
lauf nur oberhalb eines vorbestimmbaren Druckniveaus im Systemzweig ermöglicht. Schon mit
dieser Anordnung wird verhindert, daß das Druckniveau in den beiden Systemzweigen unter
einen zulässigen Mindestwert abfällt.
Parallel zu den Stützventilen 20 ist zusätzlich eine Druckhalteeinrichtung 21 (ausgangsdruck
geschaltet; z. B. ein Druckreduzierventil) direkt zwischen den Zulauf P und beide Systemzwei
ge A, B geschaltet, über die bei laufender Pumpe bzw. anstehendem Hochdruck ständig ein
Mindestüberdruck in beide Systemzweige geliefert wird. Durch Rückschlagventile 22 wird eine
Rückströmung über diese Leitung verhindert, die sonst durch systemzweigseitige dynamische
Druckspitzen oberhalb des Lieferdrucks verursacht werden könnte. Auch stellen die Rück
schlagventile 22 die Trennung der beiden Systemzweige sicher.
Schließlich umfaßt der Steuerblock 13 noch ein zwischen den beiden Systemzweigen A und B
angeordnetes Kurzschlußventil 23, das in seiner Ruhestellung geschlossen ist, jedoch in Ar
beitsstellung einen gedrosselten direkten Druckausgleich zwischen den beiden Systemzwei
gen ermöglicht. Dieses Ventil wird bei Geradeausfahrt aktiviert, um die Querfedersteifigkeit
weiter zu vermindern.
Im folgenden wird die Funktion des Reglers 12 und des Steuerblocks 13 gemäß dem erfin
dungsgemäßen Steuerverfahren kurz umrissen:
Die Regelung folgt einem vorgegebenen gewünschten Mittelwert ysoll der Wagenkastenquerbe
wegung y als Eingangssignal bzw. Führungsgröße, der von einem nicht dargestellten Sollwert
geber erzeugt wird. Bei Geradeausfahrt ist der gewünschte Mittelwert gleich null, d. h, der Wa
genkasten soll nach Möglichkeit nicht aus der zentrierten Mittellage ausweichen. Dynamische
Querschwingungen kleiner Amplituden werden durch die nicht dargestellten Sekundärfedern
sowie durch die hydropneumatischen Speicherelemente 9 und 10 mit niedriger Federsteifigkeit
und bedarfsgerechter Dämpfung abgefedert.
Im Gleisbogen ist der gewünschte Mittelwert ysoll hingegen von der aktuellen Querbeschleuni
gung und dem Lichtraumprofil abhängig. Letzteres schränkt bekanntlich außer dem statischen
Fahrzeugumriß auch die erlaubte Querauslenkung des Wagenkastens ein, um Kollisionen mit
nahe dem Gleis befindlichen Gegenständen bzw. mit Fahrzeugen im Nachbargleis zu
verhindern.
Der Regler hat solche Regelabweichungen zwischen ysoll und y zu minimieren, die über einen
vordefinierten Schwellwert hinausgehen. Der Schwellwert muß natürlich größer sein als die
Amplitude der erwähnten dynamischen Querschwingungen. Durch die Rückführung des Wer
tes y zum Regler wird sichergestellt, daß die maximal zulässige Seitenabweichung des Wa
genkastens nicht überschritten werden kann.
Die Regelung arbeitet mit der Erhöhung des hydraulischen Systemdrucks in einem der Sy
stemzweige bzw. einem der beiden kommunizierenden Paare von Arbeitskammern. Zu diesem
Zweck wird das Steuerventil 18 im Steuerblock 13 so geschaltet, daß die Hochdruckpumpe 14
den entsprechenden Systemzweig beliefern kann. Sollte dabei im anderen Systemzweig der
Druck über die Schaltschwelle des jeweiligen Druckregulierventils ansteigen, so wird sich die
ses zum Rücklauf hin öffnen.
Sollen sich z. B. die Kolbenstangen 4a/4b nach rechts bewegen, um die Istgröße y dem Soll
wert nachzuführen, so muß die Pumpe 14 mit dem Systemzweig B bzw. der Leitung 8 verbun
den werden.
Um dabei eine übermäßige Druckerhöhung im Speicherelement 10 zu verhindern, wird gleich
zeitig die Leitung 7 mit dem Rücklauf verbunden. Da sich der Wagenkasten in Querrichtung
auch nach dem Querverschub weiterhin auf die weichen Speicherelemente 9 und 10 abstützt,
bleibt aber die effektive Steifigkeit der Querfederung relativ weich, wenn auch wegen der Erhö
hung des Systemdrucks nicht so weich wie bei Geradeausfahrt. Bei einer Kolbenstangenbe
wegung nach links wird der Ablauf umgekehrt.
Ein bedeutender Effekt der Querverlagerung des Mitnehmers ist - wie an sich bekannt - deren
Einfluß auf die Höhe des Wankpols, wenn das Fahrzeug mit einer aktiven Neigeeinrichtung
ausgestattet ist.
Gegenüber einem System mit in Querrichtung nur im Umfang des Federspiels beweglichem
Mitnehmer und entsprechend niedriger Wankpolhöhe wird durch die erfindungsgemäß mögli
che Verschiebung des Mitnehmers nach bogenaußen die Wankpolhöhe merklich vergrößert.
Das ist auch anzustreben, damit die Fahrgäste die aus der aktiven Neigung resultierenden
Querbewegungen nicht so deutlich wahrnehmen. Bevorzugt sollte der Wankpol also in Höhe
der Passagiersitze liegen.
Claims (11)
1. Querfederung für ein Schienenfahrzeug, umfassend
- a) Federelemente, die einen Wagenkasten des Schienenfahrzeugs bezüglich eines ihn tragenden Fahrgestells gegen seitliche Auslenkungen ausgehend von einer insbesondere bei Geradeausfahrt vorliegenden Mittellage abfedern,
- b) mit Strömungsmitteln betriebene Arbeitselemente zum Aufbringen von Kräften zwischen dem Wagenkasten und dem Fahrgestell, die an zwei unabhängige Systemzweige angeschlossen sind und deren Drücke mittels eines Reglers und eines Druckerzeugers veränderbar sind,
- c) einen Weggeber zur Erzeugung eines dem Regler zuzuführenden Signals der
Abweichung des Wagenkastens aus seiner Mittellage gegenüber dem Fahrgestell,
dadurch gekennzeichnet, daß - d) jeder der unabhängigen Systemzweige (A bzw. B) zur Bildung eines Federelements der Querfederung mit mindestens einem federungsfähigen Speicherelement (9 bzw. 10) fluidisch kommuniziert und
- e) die Arbeitselemente als Antriebe (5 und 6) betreibbar sind, wobei ein Ventilsteuerblock (13) durch den Regler (12) zum wahlweisen Verbinden der beiden Systemzweige (A bzw. B) mit dem Druckerzeuger (Pumpe 14) aktivierbar ist, um die Auslenkung des Wagenkastens durch zumindest einseitige Druckänderung in den Antrieben (5 und 6) auf eine von den Speicherelementen (9 bzw. 10) abgefederte, durch einen Sollwertgeber in Abhängigkeit von momentanen Fahrzuständen vorgebbare Soll-Auslenklage einzustellen.
2. Querfederung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei doppeltwirkende Antriebe (5 und 6) mit paarweise überkreuz verbundenen
Arbeitskammern vorgesehen sind, wobei jedes Paar von Arbeitskammern getrennt an
einen der Systemzweige (A bzw. B) mit einer Verbindungsleitung (7 bzw. 8) zu je einem
der Speicherelemente (9 bzw. 10) und an einen hydraulischen Steuerblock (13)
angeschlossen ist.
3. Querfederung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Antriebe (5 und 6) jeweils über eine Kolbenstange (4a bzw. 4b) mit dem
Wagenkasten gelenkig verbunden sind, und
daß der Weggeber (11) in einen der Antriebe integriert ist und den Weg der Kolbenstange
gegenüber dem am Fahrgestell (Querträger 2) angelenkten Antrieb erfaßt.
4. Querfederung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Antriebe (5 und 6) als Differentialhubzylinder ausgeführt sind, wobei
jeweils die kolbenstangenseitige Arbeitskammer eines Hubzylinders mit der
kolbenstangenlosen Arbeitskammer des anderen Hubzylinders verbunden ist.
5. Querfederung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Verbindungsleitung (7 bzw. 8) aus einem Systemzweig zu mindestens einem
der Speicherelemente (9 bzw. 10) ein Strömungswiderstand vorgesehen ist.
6. Querfederung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strömungswiderstand durch mindestens ein schalt- oder steuerbares Ventil (V1
bzw. V2) mit stellungsabhängig veränderlicher Drosselwirkung zuschaltbar ist, das durch
einen Regler (17) in Abhängigkeit von einer oder mehreren der Größen Querverschiebung
(y), Quergeschwindigkeit (dy/dt) und Querbeschleunigung (d²y/dt²) des Wagenkastens (1)
gegenüber dem Fahrgestell (Querträger 2) und/oder von Daten des Streckenverlaufs
steuerbar ist.
7. Querfederung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein schaltbares Ventil (23) zur Herstellung einer fluidischen Verbindung zwischen den
beiden getrennten Systemzweigen (A bzw. B) vorgesehen ist.
8. Verfahren zum Steuern der Stellung eines Schienenfahrzeug-Wagenkastens
gegenüber einem diesen tragenden Fahrgestell mittels einer Querfederung, die umfaßt
- - Speicherelemente, insbesondere hydropneumatischer Bauart, zum elastischen Abstützen des Wagenkastens quer zur Fahrtrichtung gegenüber dem Fahrgestell, die ausgehend von einer jeweiligen Schwingungsmittellage dynamische Schwingungsanteile beidseits einer kraftneutralen Position weich abfedern, sowie
- - mit den Speicherelementen hydraulisch kommunizierende hydraulische Antriebe mit durch eine Steuerung veränderlichem Innendruck,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Gleisbögen mittels der hydraulischen Antriebe die Schwingungsmittellage des
Wagenkastens gegenüber dem Fahrgestell und die kraftneutrale Position der elastischen
Mittel quer zur Fahrtrichtung durch Steuerung des Innendrucks der hydraulischen
Stellelemente nach bogenaußen verstellt werden, wobei der tatsächliche Weg (y) der
Schwingungsmittellage entsprechend einem vorgegebenen oder berechneten Mittelwert
(ysoll) der Wagenkastenquerverschiebung nachgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei doppeltwirkende hydraulische Hubzylinder mit überkreuz kommunizierenden
Arbeitskammern, die sich zwischen dem Wagenkasten und dem Fahrgestell erstrecken,
aufgrund eines Meßwerts der aus einer Querkraft resultierenden Querauslenkung des
Wagenkastens durch einen Regler zu einer Verschiebung ihres Anlenkpunkts am
Wagenkasten in Richtung der wirkenden Querkraft aktiviert werden, wobei die
Speicherelemente die verdrängten Volumina puffern.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Abhängigkeit von einer oder mehreren der Größen Querverschiebung (y),
Quergeschwindigkeit (dy/dt) und Querbeschleunigung (d²y/dt²) des Wagenkastens
gegenüber dem Fahrgestell und/oder von im Fahrzeug verfügbaren oder erfaßten Daten
des Streckenverlaufs eine Änderung des Strömungswiderstands zwischen den
hydraulischen Antrieben und den Speicherelementen gesteuert wird.
Priority Applications (10)
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Family Applications (2)
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