DE9313792U1 - Device for controlling the body of a car depending on the curve - Google Patents
Device for controlling the body of a car depending on the curveInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- 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
- B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
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Description
Deutsche Aerospace AG VE2E/PT/Sl/krDeutsche Aerospace AG VE2E/PT/Sl/kr
HH 93/17 81663 MünchenHH 93/17 81663 Munich
"Vorrichtung zur gleisbogenabhängigen Wagenkastensteuerung""Device for track curve dependent car body control"
Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The innovation relates to a device according to the preamble of claim 1.
Die gleisbogenabhängige Wagenkastensteuerung (GST) läßt für Schienenfahrzeuge im Personenverkehr weit höhere Kurvengeschwindigkeiten zu als es ohne GST möglich wäre, wodurch sich auf bogenreichen Eisenbahnstrecken wesentliche Einsparungen in der Fahrzeit erzielen lassen. Derartige Vorrichtungen werden auch als NEITEC-Systeme (herrührend von Neigetechnik) bezeichnet.The track curve-dependent car body control (GST) allows for much higher curve speeds for rail vehicles in passenger transport than would be possible without GST, which allows for significant savings in travel time on railway lines with many curves. Such devices are also known as NEITEC systems (from tilting technology).
Vorbekannte Systeme sind in den Zeitschriften ETR36/1987
H. 11-November, Seiten 705 bis 710 bzw. ETR42/1993 H.1-2,
Januar/Februar, Seiten 31 bis 41 von Volker Kottenhahn unter den Titeln "Schneller fahren auf vorhandenen Strecken Die
gleisbogenabhängige Wagenkastensteuerung" bzw. "NEITEC-Systeme im Vergleich" beschrieben.
20Previously known systems are described in the magazines ETR36/1987 H. 11-November, pages 705 to 710 and ETR42/1993 H.1-2, January/February, pages 31 to 41 by Volker Kottenhahn under the titles "Driving faster on existing routes The track curve-dependent car body control" and "NEITEC systems in comparison".
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Durch die gleisbogenabhängige Wagenkastensteuerung wird für einen Reisenden abhängig vom Neigungswinkel die bogenäußere Schiene scheinbar überhöht und dadurch die auf sitzende wie auf stehende Menschen wirkende Querbeschleunigung so weit kompensiert, daß die individuelle BelastungThe track curve-dependent car body control means that the outer rail of the curve appears to be raised for a passenger, depending on the angle of inclination, and the lateral acceleration acting on seated and standing people is compensated to such an extent that the individual load
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der Reisenden nicht über den in der Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung vorgeschriebenen maximalen Wert von 0,85 m/s2 hinausgeht.of passengers does not exceed the maximum value of 0.85 m/s 2 prescribed in the Railway Construction and Operating Regulations.
Ein aus den eingangs genannten Druckschriften bekanntes System für ein sich auf einem kurvenreichen Schienenstrang 4 befindliches Schienenfahrzeug ist in Fig. 1 dargestellt. Bei diesem System befindet sich die gesamte hydraulische Neigungseinrichtung unter dem Boden des geneigt gegenüber seinem Drehgestell 1 dargestellten Wagenkastens 2, wobei die letztlich eine Neigung des Wagenkastens 2 bewirkenden Hydraulikzylinder mit 3 bezeichnet sind. Zeichnerisch nicht dargestellt sind eine die Energie für die Hydraulik liefernde, nachteiligerweise apparativ sehr aufwendige Druckerzeugungsanlage mit zugehörigen ölbehälter, Speicher, Pumpe, Pumpenmotor und Schalt- und Servoventilen sowie eine Elektronik, in welcher aus einer Reihe von aktuellen fahrdynamischen Zustandsgrößen,/z. B. Fahrgeschwindigkeit), Querbeschleunigung, der jeweils einzustellende Neigungswinkel berechnet wird. Dieser wird dann einem Lageregelsystem zugeführt und dort mittels hydraulischer Stelleinrichtungen zur gewünschten Winkellage zwischen den Drehgestellen und dem Wagenkasten verarbeitet.A system known from the publications mentioned at the beginning for a rail vehicle on a winding track 4 is shown in Fig. 1. In this system, the entire hydraulic tilting device is located under the floor of the car body 2, which is shown inclined relative to its bogie 1, whereby the hydraulic cylinders that ultimately cause the car body 2 to tilt are designated 3. Not shown in the drawing are a pressure generation system that supplies the energy for the hydraulics and is disadvantageously very complex in terms of equipment, with associated oil tank, accumulator, pump, pump motor and switching and servo valves, as well as electronics in which the angle of inclination to be set is calculated from a series of current driving dynamics state variables (e.g. driving speed), lateral acceleration. This is then fed to a position control system and processed there by means of hydraulic adjusting devices to the desired angular position between the bogies and the car body.
Ein weiteres vorbekanntes System ist aus der Druckschrift ZEV-Glas. Annl22 (1988) Nr. 5, Mai Bild 4 auf Seite 166 und zugehöriger Beschreibung ersichtlich. Bei diesem Neigungsmechanismus für einen Wagenkasten erfolgt die Wagenkastenneigung über Hydraulik-Zylinder, die sich auf einer Drehgestellwiege einerseits und im oberen Teil des Wagenkastens anderseits abstützen und in abgetrennten, vom Boden des Wagenkastens bis zu seinem Dach verlaufenden Kammern angeordnet sind. Ein abgeändertes System, welches in der Druckschrift ZEV-Glas. ANN 113 (1989) Nr. 6/7 Juni/Juli beschrieben ist, weist zusätzlich eine SekundärdämpfungAnother previously known system can be seen in the publication ZEV-Glas. Annl22 (1988) No. 5, May Figure 4 on page 166 and the associated description. In this tilting mechanism for a car body, the car body tilts via hydraulic cylinders that are supported on a bogie cradle on the one hand and in the upper part of the car body on the other hand and are arranged in separate chambers that run from the floor of the car body to its roof. A modified system, which is described in the publication ZEV-Glas. ANN 113 (1989) No. 6/7 June/July , also has secondary damping
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zwischen dem Drehgestellrahmen und dem die Hydraulik-Zylinder tragenden Querträger auf. Auch diese hydraulischen Systeme sind nachteiligerweise mit einem verhältnismäßig großen Platz- und Gewichtsbedarf belastet.between the bogie frame and the cross member that supports the hydraulic cylinders. These hydraulic systems also have the disadvantage of requiring a relatively large amount of space and weight.
Die bisher bekannten Lösungen zeigen als linear wirkende Stellglieder zwischen Drehgestell und Wagenkasten durchweg hydraulisch angetriebene Stellzylinder auf, die ihrerseits über Servoventile in die jeweiligen Regelkreise eingebunden sind.The solutions known to date consistently feature hydraulically driven actuating cylinders as linear actuators between the bogie and the car body, which in turn are integrated into the respective control circuits via servo valves.
Die in den eingangs genannten Literaturstellen beschriebenen Anlagen, die mit aktiver GST arbeiten, sind an jedem Drehgestell mit 2 hydraulischen Stellzylindern ausgestattet. Denkbar ist auch nur 1 Stellantrieb pro Drehgestell, sofern dieser nach beiden Richtungen hin die benötigten Stellkräfte aufbringen kann und sich auch regelungstechnisch nach 2 Richtungen hin steuern läßt.The systems described in the literature references mentioned at the beginning, which work with active GST, are equipped with 2 hydraulic actuating cylinders on each bogie. It is also conceivable to have just 1 actuator per bogie, provided that it can provide the required actuating forces in both directions and can also be controlled in 2 directions.
Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die gegenüber den hydraulischen Systemen wesentliche Vorteile aufweist, wie z. B.The innovation is therefore based on the task of creating a device of the type mentioned above which has significant advantages over hydraulic systems, such as:
- deutlich geringerer Leistungsbedarf, da bei dem hohen Druck des hydraulischen Antriebes ein Großteil des Ölstromes nicht in mechanische Arbeit, sondern als Verlustleistung in Wärme umgesetzt wird,- significantly lower power requirement, since the high pressure of the hydraulic drive means that a large part of the oil flow is not converted into mechanical work, but into heat as power loss,
- kompaktere Bauweise und damit Einsparung an Einbauvolumen wegen Entfall der vulominösen hydraulischen Kraft-Versorgung, - more compact design and thus savings in installation volume due to elimination of the bulky hydraulic power supply,
- erhebliche Reduktion des Gewichts der Gesamtanlage,- significant reduction in the weight of the entire system,
- keine störenden Geräusche durch Schalten von Ventilen und Laufen des Pumpenmotors,- no disturbing noises caused by switching valves and running the pump motor,
- 4 - HH 93/17- 4 - HH93/17
- keine Gefahr von ölverschmutzung im Falle einer Beschädigung bzw. Leckage im Hydrosystem,- no risk of oil contamination in the event of damage or leakage in the hydraulic system,
- kein Verschleiß an Ventilen, Filtern, öl und dadurch geringerer Wartungsaufwand,- no wear on valves, filters, oil and therefore less maintenance effort,
- keine Entsorgungsprobleme bezüglich des Hydrauliköls z. B. bei Ölwechsel.- no disposal problems regarding the hydraulic oil, e.g. when changing the oil.
Die Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß ein elektrischer Antrieb vorgesehen ist, dessen Hauptbaugruppe aus einer reibungsarmen Rollenspindel, angetrieben über ein Zwischengetriebe von einem Elektromotor, besteht.The task is solved according to the innovation by providing an electric drive, the main assembly of which consists of a low-friction roller spindle, driven by an electric motor via an intermediate gear.
Eine Ausgestaltung der Neuerung geht dahin, daß für vorgegebene Betriebzustände der elektrische Antrieb durch eine im Zwischengetriebeblock integrierte Bremsvorrichtung arretierbar ist, die von der Meß- und Steuerungseinrichtung elektrisch bedienbar ist.One embodiment of the innovation is that, for predetermined operating conditions, the electric drive can be locked by a braking device integrated in the intermediate gear block, which can be operated electrically by the measuring and control device.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dargestellt, und zwar zeigt diese Figur einen in linearer Richtung wirkenden elektrischen Antrieb (Aktuator), der beispielsweise bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung oder bei dem in den Druckschriften ZEV-Glas Ann 122 (1988) Nr. bzw. Ann 113 (1989) Nr. 6/7 beschriebenen Systemen anstelle der Hydraulikzylinder 3 Verwendung findet. Dieser Antrieb besteht aus einem Elektromotor 5, einem Zwischengetriebe 6 und einer reibungsarmen Rollenspindel 7, wobei die Montageschnittstellen durch sphärische Lager 8 oder z. B. durch Kardangelenke bestimmt sind. Im Zwischengetriebeblock 6 ist eine Bremse 9 integriert, durch die der elektrische Antrieb für vorgegebene Betriebszustände arretierbar ist. Zur Einstellung der gewünschten Neigung des Wagenkastens 2 gegenüber seiner vertikalen Ausgangslage wird von einer Meß- und Steuerungseinrichtung 12 der jeweils aktuelle Sollwert fürAn embodiment of the innovation is shown in Fig. 2, and this figure shows an electric drive (actuator) acting in a linear direction, which is used, for example, in the device shown in Fig. 1 or in the systems described in the publications ZEV-Glas Ann 122 (1988) No. or Ann 113 (1989) No. 6/7 instead of the hydraulic cylinders 3. This drive consists of an electric motor 5, an intermediate gear 6 and a low-friction roller spindle 7, whereby the assembly interfaces are determined by spherical bearings 8 or, for example, by universal joints. A brake 9 is integrated in the intermediate gear block 6, by means of which the electric drive can be locked for predetermined operating states. To set the desired inclination of the car body 2 compared to its vertical starting position, a measuring and control device 12 determines the current target value for
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die Lageregelung des Neigesystems vorgegeben. Dieser Sollwert wird einer Regeleinrichtung 11 zugeführt, die ihrerseits eine Leistungselektronik 10 ansteuert, aus der der Elektromotor 5 für die auszuführenden Stellbewegungen versorgt wird. Das neue System ist schnittstellenmäßig zur Meß- und Steuerungseinrichtung so ausgelegt, daß es sowohl an bereits vorhandene als auch an neu zu entwickelnde Steuerungselektroniken angeschlossen werden kann.the position control of the tilt system is specified. This setpoint is fed to a control device 11, which in turn controls a power electronics unit 10, from which the electric motor 5 is supplied for the adjustment movements to be carried out. The new system is designed in terms of its interface to the measuring and control device in such a way that it can be connected to both existing and newly developed control electronics.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9313792U DE9313792U1 (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Device for controlling the body of a car depending on the curve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9313792U DE9313792U1 (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Device for controlling the body of a car depending on the curve |
Publications (1)
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| DE9313792U1 true DE9313792U1 (en) | 1993-11-18 |
Family
ID=6898020
Family Applications (1)
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| DE9313792U Expired - Lifetime DE9313792U1 (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Device for controlling the body of a car depending on the curve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9313792U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1993
- 1993-09-14 DE DE9313792U patent/DE9313792U1/en not_active Expired - Lifetime
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| ETR 39, 1990, H.3, März, S.166,167 |
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