EP0374290B1

EP0374290B1 - Schienenfahrzeug

Info

Publication number: EP0374290B1
Application number: EP88121424A
Authority: EP
Inventors: Heinrich Dipl.-Ing. Scheucken; Hans-Jochen Girod; Gerhard Korn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1992-04-15
Anticipated expiration: 2008-12-21
Also published as: ATE74846T1; DE3870247D1; EP0374290A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Schienenfahrzeug ist z.B. durch die EP-A-0 247 389 bekannt. Dieses Schienenfahrzeug weist horizontal schwenkbare Einzelräder auf, die jeweils in einer einarmigen Radführungsschwinge gelagert und mittels eines Stellgliedes lenkbar sind. Mittel zur Erfassung des Schienenverlaufs und die Weiterverarbeitung der entsprechenden Signale sind nicht beschrieben.
Ferner ist durch die DE-A-35 38 513 ein Schienenfahrzeug bekannt, das Einzelräder umfaßt, die paarweise durch Spurstangen gelenkt werden. Das Steuerkriterium für die Lenkung wird von dem vorlaufenden Radpaar abgeleitet oder durch Sensorverstärkung auf den Radsteuermechanismus übertragen. Diese Ausführungsform ist noch nicht optimal. Die paarweise miteinander über Spurstangen verbundenen Einzelräder unterliegen Spurfehlern, die auch mit bekannten Korrekturmaßnahmen nicht hinreichend für alle Radien der Schienenkurve beseitigt werden können.
Ferner ist durch die DE-A-22 57 560 ein Fahrwerk für Schienenfahrzeuge, insbesondere für schnell fahrende Schienenfahrzeuge, mit einem oder mehreren Radsätzen oder mit Losrädern bekannt. An diesem Fahrwerk sind zur Führung der Radsätze bzw. der Losräder magnetische oder elektrodynamische Elemente so angeordnet, daß sie mit ihren Polen eine vorgebbare magnetische Kraft auf die Schienen ausüben. Die magnetische Kraft der Elemente wird von nicht näher beschriebenen Sensoren geregelt, die die Lage des Fahrwerkrahmens und/oder der Radsätze relativ zum Gleis messen.
Sowohl die Pole der Elemente als auch die Sensoren können z.B. mit den zur Gleismitte hin liegenden Seitenflächen der Schienenköpfe oder mit der Lauffläche der Schienen zusammenwirken. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die Sensoren auch mit einer Leitschiene, die zwischen oder neben den Schienen verlegt ist, zusammenwirken. Bei einer auftretenden seitlichen Abweichung des Fahrwerks vom Normallauf, der durch den Gleisverlauf vorgegeben ist, erfolgt eine der Abweichung entgegenwirkende Regelung der von den Elementen erzeugten magnetischen Kraft. Dadurch werden der Radsatz bzw. die Losräder wieder in ihre Normallage gezwungen. Die magnetischen oder elektrodynamischen Elemente dienen also zur Führung des starren Radsatzes bzw. des Radsatzes mit Losrädern. Die erzeugte magnetische Kraft muß relativ hoch sein und muß ständig aufrechterhalten werden, um die Zwangsführung des Fahrwerks nach dem Gleisverlauf sicherzustellen. Dies erzeugt erhebliche zusätzliche Fahrwiderstände, vergleichbar mit einer permanent wirkenden Wirbelstrombremse. Die hierdurch erforderliche größere Traktionsenergie ist wirtschaftlich nicht zu vertreten. Durch die Zwangsführung des Fahrwerks wird darüber hinaus bei einem unregelmäßigem Gleisverlauf der Fahrkomfort der Fahrzeuge beeinträchtigt.
Darüber hinaus ist durch die DE-A-23 36 786 eine weitere Ausgestaltung des Radsatzfahrwerks gemäß DE-A- 22 57 560 bekannt. Die Elemente zur Erzeugung der magnetischen Kraft sind paarweise symmetrisch zur Fahrwerklängsachse angeordnet. Die Pole der Elemente und die Sensoren wirken mit dem zur Gleismitte hin liegenden Seitenflächen der Schienenköpfe zusammen. Die Pole und ggf. die Sensoren müssen deshalb vor dem Überfahren von Weichen, Kreuzungen und sonstigen profilbeschränkten Gleisstellen von den Seitenflächen der Schienenköpfe entfernt werden. Dies kann z.B. durch Herausschwenken aus dem Gleisbereich erfolgen.
Die DE-A-24 14 228 behandelt in einer weiteren Ausgestaltung des Radfahrwerks gemäß DE-A-22 57 560 die Messung der Fahrzeuglage bzw. der Fahrwerklage relativ zum Gleis sowie die Regelung der magnetischen Kraft der Elemente, durch die die Radsatzfahrwerke zwangsgeführt werden. Die sich laufend ändernde Lage der Radsatzfahrwerke soll hierbei beispielsweise durch Messung des Abstandes, des Verstellweges, der Verstellgeschwindigkeit bzw. der Verstellbeschleunigung oder der Verstellfrequenz mittels Sensoren erfaßt werden. Wenn eine Störung in der Seitenführung der Radsätze beginnt, d.h. nachdem diese vom Normallauf abgewichen sind, werden die Elemente derart geregelt, daß die von den Elementen erzeugte magnetische Kraft der Abweichung der Radsätze vom Normallauf entgegenwirkt. Auch in diesem Fall wird also eine Zwangsführung der Radsätze mittels seitlich auf die Räder der Radsatzfahrwerke einwirkender magnetischer Kräfte vorgenommen.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art dahingehend aufzubauen, daß in allen Kurvenbereichen jedes Einzelrad spurfehlerfrei lenkbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch den erfindungsgemäßen Übergang von Spurstangensteuerung zu Einzelradlenkung wird jetzt jedes Einzelradpaar in jeder beliebigen Kurvenlage immer korrekt so gelenkt, daß Spurfehler nicht mehr auftreten können. Es handelt sich hierbei also um eine individuell gesteuerte Lenkung jedes Einzelrades und nicht um eine (magnetische) Zwangsführung, wie in den deutschen Offenlegungsschriften beschrieben, mit den vorgenannten Nachteilen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigen:

FIG 1: ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Prinzipschaltbild auf opto-elektronischer Basis;
FIG 2: eine Detaildarstellung des Lenksignalerzeugers der Schienenverlauf-Meßeinrichtung der FIG 1;
FIG 3: den Rechner des Lenksignalerzeugers der FIG 2;
FIG 4: ein X-Y-Diagramm der Schiene mit einem vorlaufenden Einzelrad;
FIG 5: ein X-Y-Diagramm der Schiene mit einem vor- und einem nachlaufenden Einzelrad;
FIG 6: eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs im Bereich des linken vorderen Radkastens;
FIG 7: eine Draufsicht auf das Schienenfahrzeug gemäß FIG 6 im Bereich der vorderen Einzelräder;
FIG 8: eine Vorderansicht auf das Schienenfahrzeug gemäß FIG 6;
FIG 9: der Strahlengang eines Laserstrahls;
FIG 10: die Differenzierung eines reflektierten Laserstrahls;
FIG 11: eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen opto-elektronischen Sensoreinrichtung;
FIG 12: eine Draufsicht auf die Sensoreinrichtung gemäß FIG 11;
FIG 13: eine Seitenansicht eines Einzelrades mit einer elektromagnetischen Sensoreinrichtung;
FIG 14: eine Vorderansicht der Sensoreinrichtung gemäß FIG 13;
FIG 15: eine Seitenansicht eines Einzelrades mit einer zweiten Ausführungsform einer elektromagnetischen Sensoreinrichtung.

In der FIG 1 fährt ein Schienenfahrzeug 1 mit z.B. vier Einzelrädern 2,3,4 und 5 auf einem Gleis mit den beiden Schienen 6 und 7. Die hier dargestellten Einzelräder 2-5 sind untereinander mechanisch nicht direkt verbunden. Jedes Einzelrad 2-5 ist mit Hilfe eines ihm zugeordneten Stellgliedes 8,9,10 bzw.11 für sich in Abhängigkeit von dem jeweiligen Stellglied zuzuführenden Geradeaussignalen g1,g2,g3,g4 und Winkelsignalen α, β, γ, δ, lenkbar. Dazu ist das jeweilige Einzelrad im Mittelteil der Radführungslängsschwinge des Schienenfahrzeugs 1 in vertikalen Gleit- oder Wälzlagern angeordnet, wie es z.B. in der DE-A1-35 38 513 in der FIG 8 bzw. in vorliegender Patentanmeldung in den FIG 11 und 12 dargestellt ist. Der Wagenkasten des Schienenfahrzeugs 1 ist mit der Kennziffer 12 bezeichnet. Der Wagenkasten 12 besitzt die Längsachse 13 (Symmetrielängsachse des Wagenkastens).
Jedem Einzelrad 2-5 ist eine Schienenverlauf-Meßeinrichtung 14, 15,16 bzw.17 zugeordnet. Die Schienenverlauf-Meßeinrichtungen 14 und 16 für die Einzelräder 2 und 4 liegen in der durch Pfeil 18 angedeuteten Fahrtrichtung vor diesen Einzelrädern. Die Schienenverlauf-Meßeinrichtungen 15 und 17 liegen hingegen in dieser Fahrtrichtung hinter den Einzelrädern 3 und 5 des Schienenfahrzeugs 1. Bei Fahrtrichtungsumkehr ist es entsprechend umgekehrt.
Jede der Schienenverlauf-Meßeinrichtungen 14-17 umfaßt einen Lasersender 19,20,21 bzw.22, dessen Sendestrahl 23,24,25 bzw.26 auf die jeweilige Schiene 6 bzw.7 gerichtet und quer zu dieser (z.B. mittels rotierendem Spiegelpolygon) schwenkbar ist. Sie beinhaltet ferner einen Laserempfänger 27,28,29 bzw.30, der den von der jeweiligen Schiene 6 bzw.7 sowie von einem ebenfalls zur Schienenverlauf-Meßeinrichtung 14,15,16 bzw.17 gehörenden Bezugspunktreflektor 31,32,33 bzw.34 reflektierten Laserstrahl des Lasersenders empfängt. Schließlich umfaßt jede Schienenverlauf-Meßeinrichtung 14-17 auch noch Blöcke 35-38, die die Auswerteelektronik für die Signale der jeweiligen Schienenverlauf-Meßeinrichtung 14,15,16 bzw.17 beinhaltet. Die Signalausgänge der Blöcke 35-38 sind untereinander sowie mit den Stellgliedern 8-11 der Einzelräder 2-5 des Schienenfahrzeugs 1 in der dargestellten Weise direkt oder über ODER-Glieder 35a, 36a,37a,38a verbunden. Der Schaltungsaufbau in den einzelnen Blöcken 35-38 ist im wesentlichen identisch. Jeder Block enthält einen Lenksignalerzeuger 39,40, 41 bzw.42 sowie logische Schaltglieder 43,44,45 bzw.46. Lediglich den Blöcken 35 und 37 sind zusätzlich noch je ein Vergleichsglied 47 bzw.48 zugeordnet.
Auch der innere Schaltungsaufbau der Lenksignalerzeuger 39-42 ist im wesentlichen identisch. Aus diesem Grund ist in der FIG 2 lediglich der Aufbau des Lenksignalerzeugers 39 detaillierter dargestellt.
Der Lenksignalerzeuger 39 gemäß der FIG 2 umfaßt neben einem Sendegenerator 60 für den Lasersender (im vorliegenden Fall den Lasersender 19) einen Empfangsverstärker 61 für den Laserempfänger (im vorliegenden Fall den Laserempfänger 27). Dem Empfangsverstärker 61 ist ein Signalerzeuger 62 und ein Istwertermittler 63 nachgeschaltet. Der Signalerzeuger 62 erzeugt dabei ein Bezugspunktsignal (Hauptsignal S_h) aus dem empfangenen, vom Bezugspunktreflektor (im vorliegenden Fall der Bezugspunktreflektor 31) reflektierten Laserstrahl. Der Istwertermittler 63 erzeugt Nebensignale S_n1 und S_n2 bzw.S′_n1 und S′_n2 aus dem außerhalb des Bezugspunktreflektors von der Schienenkopfoberfläche reflektierten Laserstrahl. Die beiden Nebensignale S_n1 und S_n2 für die Geradeausfahrt weisen die gleiche Fußbreite auf. Wenn die Schiene von der Geraden in die Kurve einschwenkt, treten die Nebensignale S′_n1 und S′_n2 auf, die von den Nebensignalen S_n1 und S_n2 abweichende, zueinander unterschiedliche Fußbreiten aufweisen (siehe FIG 10). Die Ausgangssignale des Signalerzeugers 62 sowie des Istwertermittlers 63 werden einem Vergleichsglied 64 zugeleitet. In diesem Vergleichsglied 64 werden die Fußbreiten der beiden Nebensignale S_n1 und S_n2 bzw.S′_n1 und S′_n2 verglichen und bei unterschiedlichen Fußbreiten (nur bei den Nebensignalen S′_n1 und S′_n2 der Fall) am Ausgang des Vergleichsgliedes 64 ein der Änderung der Fußbreiten entsprechendes Signal Δ x1 erzeugt.
Dieses Signal Δ x1 wird einerseits einem ersten Schwellendiskriminator 65 und andererseits einem zweiten Schwellendiskriminator 66 zugeführt. Die beiden Schwellendiskriminatoren 65 und 66 sind auf eine vorgegebene Schwelle für das anfallende Signal Δ x1 eingestellt. Liegt das Signal Δ x1 unterhalb dieser Schwelle, so kann es den Schwellendiskriminator 66 als Ausgangssignal Δ x2 passieren. Liegt das Signal Δ x1 hingegen über der Schwelle, so passiert es als Signal x3 den Schwellendiskriminator 65.
Dem Schwellendiskriminator 66 ist ein Gegenregler 67 nachgeschaltet, der in Abhängigkeit von den anfallenden Ausgangssignalen Δ x2 je nach deren Polarität ein gegensinniges Geradeaussignal g1 erzeugt. Dieses Geradeaussignal g1 sowie die von den weiteren Lenksignalerzeugern 40,41,42 abgegebenen Geradeaussignale g2,g3,g4 halten die Einzelräder 2-5 des Schienenfahrzeugs 1 auf Geradeausfahrt. Es werden auf diese Weise Abweichungen des Schienenverlaufs und Schwankungen des Wagenkastens relativ zueinander ausgeglichen.
Das Ausgangssignal Δ x3 des Schwellendiskriminators 65 wird hingegen einem Rechner 68 zugeleitet. Der Rechner 68 empfängt weitere Signale, nämlich je ein Längensignal l_c bzw. L von einem Festwertspeicher 69 bzw. 70. Das Längensignal l_c entspricht dem Abstand der jeweiligen Meßebene der Schienenverlauf-Meßeinrichtung vom zugehörigen Einzelrad (siehe z.B. auch FIG 6). Das Längensignal L ist der Abstand zwischen den vor-und nachlaufenden Radpaaren (siehe z.B. auch FIG 4). Ferner wird dem Rechner 68 von einem Winkelschrittgeber 72 ein sich bei Kurvenanfahrt schrittweise vergrößerndes Längensignal l_y zugeführt. Schließlich erhält er auch noch über Leitungen 73,74 ein sich entsprechend schrittweise vergrößerndes Längensignal S sowie ein Winkelsignal β. Das Längensignal S stammt von dem dem Winkelschrittgeber 72 entsprechenden Winkelschrittgeber im Lenksignalerzeuger 40 für das nachlaufende Einzelrad 3. Das Winkelsignal β ist das Ausgangssignal des Lenksignalerzeugers 40.
Das Ausgangssignal Δ x3 des Schwellendiskriminators 65 wird auch noch über eine Leitung 75,76 auf den Meßstarteingang 77 des Winkelschrittgebers 72 für die Meßstrecke gegeben. Die Auslösung des Meßstartes für die Meßstrecke geschieht mit dem erstmaligen Auftreten eines Ausgangssignals Δ x3. Mit dem Auftreten eines solchen Signals beginnt die Messung der Strecke l_y. Gleichzeitig wird über die Leitung 75,78 der entsprechende Winkelschrittgeber im Lenksignalerzeuger 40 des nachfolgenden Einzelrades 3 zur Messung einer Strecke wiedergegeben durch das Längensignal S gestartet. Die Bedeutung der den Längensignalen l_y bzw. S entsprechenden Strecken wird auch noch weiter unten anhand der FIG 4 bzw.5 erläutert.
Der Winkelschrittgeber 72 empfängt über die Leitung 79 in der dargestellten Fahrtrichtung 18 auch noch vom Festwertspeicher 69 das Längensignal l_c. Bei Betrieb in umgekehrter Fahrtrichtung erhält der Winkelschrittgeber 72 hingegen über eine Leitung 80 ein Signal vom Vergleichsglied 47, nämlich dann, wenn das dem Vergleichsglied 47 zugeführte Winkelsignal α dem Winkelsignal β des Lenksignalerzeugers 40 des nachlaufenden Einzelrades 3 entspricht.
Die Leitungen 81 bzw.82 koppeln Signale Δ x3′ bzw. S′ vom Lenksignalerzeuger 40 zum Lenksignalerzeuger 39 bzw. umgekehrt über, wenn sich die Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs 1 umkehrt. Das Ausgangssignal Δ x3′ entspricht dann dem Ausgangssignal Δ x3 bei Richtungsumkehr, während das Längensignal S′ dem Längensignal S ebenfalls bei Richtungsumkehr entspricht.
Die FIG 3 zeigt den Rechner 68 in detaillierterer Form. Er umfaßt also Rechenglieder 90,91,92,93,94,95 und 96. Ferner beinhaltet er zwei Vergleichsglieder 97 und 98.
Das erste Rechenglied 90 rechnet dabei einen Krümmungsradius R1 der Schienen in Abhängigkeit von den Signalen Δ x3 und l_y gemäß der folgenden Gleichung:
Das zweite Rechenglied 91 berechnet ebenfalls einen Radius R2 aus den Signalen l_c und Δ x3 gemäß der Formel:
Die beiden den Radien R1 und R2 entsprechenden Ausgangssignale werden dem Vergleichsglied 98 zugeführt. Sind beide Ausgangssignale gleich, dann wird vom Vergleichsglied ein Radiussignal R = R1 = R2 für den Radius erzeugt. Dieses Radiussignal R wird in der dargestellten Weise einerseits dem Rechenglied 93 und andererseits dem Rechenglied 96 zugeführt. Ist R1 < R2 wird ein entsprechendes Signal lediglich dem Rechenglied 96 zugeleitet.
Das Rechenglied 92 erzeugt aus dem Längensignal l_y und dem Ausgangssignal Δ x3 ein Winkelsignal α′ über die Beziehung
Das Rechenglied 93 und das Rechenglied 94 erzeugen ebenfalls Winkelkorrektursignale α₀₁ und α₀₂ zum Zwecke einer Korrektur des vom Rechenglied 92 abgegebenen Winkelsignals α′.
Das Rechenglied 93 berechnet dabei das Winkelkorrektursignal α₀₁ über die Beziehung
Das Rechenglied 93 empfängt dabei das Radiussignal R vom Ausgang des Vergleichsgliedes 98 der Rechenglieder 90 und 91.
Das Rechenglied 94 erzeugt sein Winkelkorrektursignal α₀₂ über die Beziehung
Die Aktivierung der beiden Rechenglieder 93 und 94 erfolgt in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Vergleichsgliedes 97. Dieses Vergleichsglied 97 vergleicht das anfallende Längensignal l_y mit dem Längensignal l_c. Ist l_y = l_c, so wird über die Leitung 99 kurzzeitig das Rechenglied 93 zur Berechnung des Winkelkorrektursignals α₀₁ aktiviert. Anschließend wird über die Leitung 100 das Rechenglied 94 bei gleichzeitiger Deaktivierung des Rechengliedes 93 aktiviert. Ferner wird die l_y-Messung am Winkelschrittgeber 72 (wie zuvor schon angedeutet) gestoppt.
Das Rechenglied 94 erhält neben der Längensignal S auch noch ein Signal a, das sich aus dem Winkelsignal β sowie dem Längensignal L wie folgt ergibt:

$a = L tanβ cosβ$
Die so ermittelten Signale α′, α₀₁ bzw. α₀₂ werden im Rechenglied 96 so verarbeitet, daß sich an dessen Ausgang ein Winkelsignal α nach der folgenden Bedingung ergibt:
Dieses Winkelsignal α ist das Stellwinkelsignal für die Lenkung der Einzelräder 2 und 3.
Entsprechendes gilt für die in den Rechnern der in den anderen Lenksignalerzeugern erzeugten Winkelsignale β, γ und δ.
Die beschriebenen Rechenvorgänge werden anhand der X-Y-Diagramme der FIG 4 und 5 noch näher erläutert.
Das Diagramm der FIG 4 zeigt dabei die Kurvenanfangsphase, die durch die voreilenden Schienenverlauf-Meßeinrichtungen der vorlaufenden Einzelräder 2 und 4 erfaßt wird. In FIG 4 ist nur der Verlauf der Schiene 6 und das vorlaufende Einzelrad 2 eingezeichnet. Für die Schiene 7 und das vorlaufende Einzelrad 4 gelten die nachfolgenden Ausführungen analog. Zu einem Zeitpunkt t₀ befindet sich das Einzelrad 2 und somit auch seine durch den Radaufstandspunkt definierte Meßebene MI auf der Geraden und die durch die Schienenverlauf-Meßeinrichtung definierte Meßebene MII am Kurvenanfangspunkt (0-Punkt). Die voreilende Schienenverlauf-Meßeinrichtung des Einzelrades 2 erfaßt in ihrer Meßebene MII den Kurvenanfangspunkt also bereits, wenn sich das Einzelrad 2 noch auf der Geraden befindet. Ebenso wird das dem Kurvenradius entsprechende Radiussignal R noch während der Geradeausfahrt des Einzelrades 2 ermittelt. Mit schrittweiser Vergrößerung des Signals Δ x3 wird der Winkel der Sehne zwischen Radaufstandspunkt und Meßebene MII ermittelt und als Stellwinkel α auf das Stellglied 8 des vorlaufenden Einzelrades 2 gegeben. Gleichzeitig wird der Stellwinkel α auch dem Stellglied 3 des nachlaufenden Einzelrades 3 im gegenläufigen Sinne zugeführt. Solange R1 < R2, ist das Winkelsignal α = α′. Zum Zeitpunkt t₆ tritt am Vergleichsglied 97 l_y = l_c auf und am Vergleichsglied 98 tritt das Radiussignal R = R1 = R2 auf. Über das Rechenglied 93 wird dann das Korrekturwinkelsignal α₀₁ errechnet und kurzzeitig α = 90° - α₀₁ am Einzelrad 2 eingestellt.
Beim Überfahren des Kurvenanfangspunktes durch das vorlaufende Einzelrad 2 schwenkt die Längsachse 13 des Schienenfahrzeugs 1 und damit die parallele Achse 13a, wie in FIG 5 dargestellt, um einen sich ständig vergrößernden Winkel β aus der Geradeausrichtung heraus. In FIG 5 ist außer dem vorlaufenden Einzelrad 2 auch das nachlaufende Einzelrad 3 dargestellt. Mit L ist das dem Abstand der Radaufstandspunkte der Einzelräder 2 und 3 entsprechende Ausgangssignal bezeichnet. Nach dem Überfahren des Kurvenanfangspunktes werden ständig sowohl das Winkelkorrektursignal α₀₂ vom Rechenglied 94 errechnet als auch das Winkelsignal β aus den Messungen am nachlaufenden Einzelrad 3 ermittelt. Der Winkel β wird hierbei aus der Beziehung tan β = Δ x4/l_c ermittelt, wobei es sich bei dem Δ x4-Wert des Einzelrades 3 um einen dem Δ x3-Wert des Einzelrades 2 entsprechenden Wert handelt. Bei dem während des Einlaufens des vorlaufenden Einzelrades 2 in die Kurve auftretenden Längensignal S handelt es sich um die y-Koordinate des Kurvenpunktes; bei dem Signal a handelt es sich um seine x-Koordinate. Sowohl das Längensignal S als auch das Signal a wird aus den Messungen am nachlaufenden Einzelrad 3 ermittelt. Die Ermittlung der sich bei Kurveneinlauf ständig vergrößernden Signale S und a beginnt mit dem Auftreten eines Winkelsignals β am nachlaufenden Einzelrad 3. Befinden sich beide Einzelräder 2 und 3 in der Kurve, dann ist Δ x3 = Δ x4 und damit α = β = dem halben Zentriwinkel dieses Bogenabschnittes. Die Übereinstimmung der Meßwerte wird von der Auswerteelektronik als Indiz dafür gewertet, daß sich das Schienenfahrzeug 1 voll im Gleisbogen bewegt. Der Stellwinkel α wird von da ab solange konstant gehalten, bis sich bei dem vorlaufenden Einzelrad 2 eine Änderung Δ x3-Wertes ergibt. Während der Konstanthaltung des Stellwinkels α werden die Werte für das Längensignal S und das Signal a auf Null gesetzt und der Rechenvorgang gestoppt. Die erneute Berechnung von S und a beginnt erst wenn sich Δ x3 erneut ändert.
In den FIG 6-8 sind jeweils verschiedene Schnittdarstellungen des Schienenfahrzeugs 1 im Bereich seiner vorderen Radkästen 151,152 dargestellt. FIG 6 zeigt eine Seitenansicht des linken vorderen Einzelrades 4, das in einer hier nicht dargestellten, im Radkasten 151 eingebauten Radführungslängsschwinge drehbar gelagert ist. Auf die Fahrtrichtung 18 bezogen sind vor dem Radaufstandspunkt P4 des Einzelrades 4 auf der Schiene 7 in einem festen Abstand l_c der Lasersender 21 und der Laserempfänger 29 angeordnet. Der Bezugspunktreflektor 33 befindet sich im Strahlengang des von dem Lasersender 21 ausgesandten und von der Schienenkopfoberfläche reflektierten Laserstrahls 25. Ein hier nicht dargestelltes, rechtwinklig zur Längsachse 13 des Schienenfahrzeugs 1 rotierendes Spiegelpolygon führt zu einem intermittierenden Laserstrahl 25, dessen Meßintervallfrequenz durch die Drehzahl des reflektierenden Spiegelpolygons bestimmt ist. Bei einem 12-Spiegelpolygon, das z.B. eine Drehzahl von 3600/min aufweist, entsteht eine Meßintervallfrequenz von 0,72 Laserstrahldurchgängen/msec, was einem Zeitaufwand pro Laserstrahl von 1,39 msec und bei einer Auswerterechnerzeit von 1,6 msec einer Δ x3-Bestimmung von 3 msec entspricht. Bei Geschwindigkeiten von 18 bis 100 km/h erfolgen dadurch Lageaufnahmen einschließlich Auswertung in Abständen von 15 bis 80 mm, d.h. alle 1,5 bis 8 cm wird geprüft, ob sich das Einzelrad auf einer geraden Strecke oder in einer Kurve befindet. Der Spiegelrotor erzeugt darüber hinaus in vorteilhafter Weise einen Überdruck aus sauberer Luft an den Schienenverlauf-Meßeinrichtungen, so daß Verunreinigungen fern gehalten werden. Die saubere Luft kann hierbei aus dem Wageninneren oder über Filter aus dem Fahrtwind entnommen werden.
FIG 7 zeigt eine Draufsicht auf die beiden vorderen Einzelräder 2 und 4. Vor den beiden Einzelrädern 2 und 4 sind jeweils die Lasersender 19 und 21 und die Laserempfänger 27 und 29 angeordnet. Durch den Radaufstandspunkt P2 des Einzelrades 2 bzw. durch den Radaufstandspunkt P4 des Einzelrades 4 wird jeweils die Meßebene MI bestimmt und durch den Reflektionspunkt des Sendestrahls 23 bzw.25, die in FIG 7 nicht sichtbar sind (vergleiche hierzu FIG 6), wird jeweils die Meßebene MII bestimmt. Der Abstand zwischen den beiden Meßebenen MI und MII entspricht also dem Abstand l_c.
FIG 8 zeigt eine Vorderansicht des in FIG 7 dargestellten Ausschnittes des Schienenfahrzeugs 1. Die Fahrtrichtung 18 zeigt hierbei aus der Papierebene heraus. Es sind deshalb nur die vor den Laserempfängern 27 und 29 liegenden Lasersender 19 und 21 sichtbar. Sowohl der vom Lasersender 19 ausgesendete Laserstrahl 23 als auch der vom Lasersender 21 ausgesendete Laserstrahl 25 rotieren senkrecht zur Längsachse 13 des Schienenfahrzeugs 1, so daß sich beide Laserstrahlen 23 und 25 bei der in FIG 8 gewählten Darstellung in der Zeichenebene bewegen. Die Bezugspunktreflektoren 31 und 33 sind im Strahlengang angeordnet und im Radkasten 151 bzw.152 gehalten. Durch die vorstehend beschriebene Rotation des Laserstrahls 23 bzw.25 wird für jedes Einzelrad 2 bzw.4 der Verlauf der betreffenden Schiene 6 bzw.7 erkannt. Diese sensorische Erfassung des Schienenverlaufs geschieht hierbei im Abstand l_c vor dem jeweiligen Randaufstandspunkt P2 bzw.P4 des jeweiligen Einzelrades 2 bzw.4. Die Abweichung des Schienenverlaufs um einen Betrag Δ x3 von dem geradlinigen Verlauf der Schienen 6 und 7 ist mit 6ri und 7ri bzw.6le und 7le bezeichnet.
Der in FIG 9 dargestellte Strahlengang des Laserstrahles 23 gilt analog auch für die Laserstrahlen 24-26 der den Einzelrädern 3-5 zugeordneten Lasersender 20-22. Der rotierende Laserstrahl 23 wird von dem Lasersender 19 emittiert und sowohl von dem Bezugspunktreflektor 31 als auch von der Schiene 6 (Gerade) bzw. 6le (Linkskurve) bzw. 6ri (Rechtskurve) reflektiert. Durch die Anordnung des Lasersenders 19 und des Laserempfängers 27 im Abstand l_c vor dem Radaufstandspunkt P2 (in Fahrtrichtung 18 gesehen) wird der Schienenverlauf jeweils vor dem Erreichen des Einzelrades bestimmt. Dadurch daß der Bezugspunktreflektor 31 als schmaler Steg ausgebildet ist, dessen Breite kleiner als die Breite der Schienenkopfoberfläche ist, kann auch die in FIG 10 beschriebene Differenzierung des auf der Schienenkopfoberfläche reflektierten Sendestrahles vorgesehen werden.
Aufgrund der in FIG 9 beschriebenen Ausgestaltung der Bezugspunktreflektoren 31-34 ist die Differenzierung der reflektierten Laserstrahlen 23-26 möglich. Am Beispiel des vom Lasersender emittierten Laserstrahls 23 soll diese Differenzierung in FIG 10 erläutert werden. Der rotierende Laserstrahl 23 bewegt sich wiederum in der Zeichenebene. Die reflektierten Sendestrahlen sind zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Die Differenzierung erfolgt dadurch, daß der reflektierte Laserstrahl 23 in ein Hauptsignal S_h und zwei Nebensignale S_n1 und S_n2 zerlegt wird. Das Hauptsignal S_h ergibt sich aus der Reflektion an dem Bezugspunktreflektor 31, die Nebensignale S_n1 und S_n2 erhält man durch die Reflektion des Laserstrahles 23 an der Schienenkopfoberfläche rechts und links vom Bezugspunktreflektor 31. Bei in Geradeauslage befindlicher Schiene 6 ist der Bezugspunktreflektor 31 mittig zur Schienenkopfoberfläche angeordnet und die beiden Nebensignale S_n1 und S_n2 weisen gleiche Signalbreiten auf (Symmetrielage des Bezugspunktreflektors 31). Auf einem Monitor erhält man somit die oberhalb des Lasersenders 19 dargestellte Signalform. Wandert der rotierende Laserstrahl 23 aus seiner Symmetrielage heraus, z.B. in die gestrichelt eingezeichnete Schienenlage aufgrund einer Schienenverwerfung bei Geradeausfahrt um einen Wert T, dann erhält man die beiden Nebensignale S′_n1 und S′_n2 (bei S′_n2 ist die Fußbreite größer als bei S_n2, bei S′_n2 ist sie dagegen kleiner als bei S_n1). Diese Änderung der beiden Nebensignale von S_n1 bzw.S_n2 in S′_n1 bzw.S′_n2 führt über die Beziehung Δ x1 = S′_n2-S′_n1 zu einem Δ x1-Wert, der bei überschreiten einer vorgegebenen Schwelle (Schwellendiskriminator 65 in FIG 2) einen Δ x3-Wert ergibt, der den Stellwinkel α entsprechend der Kurvenlage einsteuert. Unterhalb dieses Grenzwertes (Schwellendiskriminator 66 und Gegenregler 67 in FIG 2) wird über einen Δ x2-Wert der Stellwinkel α entgegen der Schienenabweichung korrigiert. Die Differenzierung des Reflektionssignals erfordert bei rotierenden Laserstrahlen eine entsprechend hohe Signalauflösung und entsprechend kurze Auswertezeiten. Wenn dies nicht gegeben ist, muß für die Geradeausfahrt ein zweiter Laser eingesetzt werden, der jedoch nur als Schwingkopf die doppelte Schienenkopfbreite erfassen muß und dadurch wesentlich längere Intervallzeiten erzeugt, die eine Signaldifferenzierung und Auswertung, wie zuvor beschrieben, zuläßt. Durch die Erfassung der doppelten Schienenkopfbreite kann dieses Verfahren auch zur Erkennung von Weichenüberfahrten benutzt werden.
Die in den FIG 11 und 12 dargestellten Schienenverlauf-Meßeinrichtung für Einzelräder unterscheidet sich von der in den FIG 1-10 beschriebenen Schienenverlauf-Meßeinrichtung dadurch, daß nicht nur vor dem ersten oder hinter dem letzten Einzelrad je ein Lasersender und ein Laserempfänger angeordnet sind, sondern, daß sowohl vor als auch hinter jedem Einzelrad ein Lasersender und ein Laserempfänger angeordnet sind. Die Lasersender 19 und 20 sowie die Laserempfänger 27 und 28 sind in einem Schwenkhebel 153 befestigt, der um eine Schwenkbolzen 154, der mit der Senkrechten durch den Achsschenkeldrehpunkt des Einzelrades 2 zusammenfällt, horizontal schwenkbar in der Oberseite der Radführungslängsschwinge 155 gelagert und mit dem Radträger fest verbunden ist. Wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen liegt die Schienenachse bei Geradeausfahrt wiederum in der y-Achse, so daß sich für die Abweichung vom geradlinigen Schienenverlauf wiederum ein Δ x3-Wert ergibt. Bei vorgegebenem Abstand l_c der Meßebene MII bzw.MIII von der Meßebene MI ergibt sich für den Einstellwinkel die Beziehung α = arctan ( Δ x3/l_c). Der Einstellwinkel wird hierbei von der in Fahrtrichtung 18 vornliegenden Meßebene MII bestimmt. Durch Vergleich der Δ x3-Werte der vorderen Meßebene MII und der hinteren Meßebene MIII wird festgestellt, ob sich das Schienenfahrzeug 1 in einem geraden Gleisabschnitt oder im Kurvenein-oder -auslauf oder im Gleisbogendurchlauf befindet. Sind die Δ x3-Werte für die vordere Meßebene MII und die hintere Meßebene MIII gleich Null, so befindet sich die Fahrzeugeinheit im geraden Gleisabschnitt. Stimmen die Δ x3-Werte für die vordere Meßebene MII und die hintere Meßebene MIII nicht überein, so befindet sich das Schienenfahrzeug 1 im Kurvenein- oder -auslauf. Im Kurvenbeginn, also von y = 0 bis y = l_c ist der Δ x3-Wert der vorderen Meßebene MII betragsmäßig größer als der Δ x3-Wert der hinteren Meßebene MIII. Darüber hinaus sind sowohl die vorderen als auch die hinteren Δ x3-Werte von der Schienenkurvenrichtung abhängig, d.h. bei einer Rechtskurve ist der vordere Δ x3-Wert negativ und bei einer Linkskurve ist der vordere Δ x3-Wert positiv; der hintere Δ x3-Wert tritt jeweils mit umgekehrten Vorzeichen auf. Die seitliche Schienenabweichung Δ x3 von der Geradeausrichtung wird von der vorderen Meßebene MII in einer Entfernung l_c vom Radaufstandspunkt P2 gemessen und als Stellwinkelwert α aus der Beziehung α = arctan ( Δ x3/l_c) berechnet und einem Stellglied 8 zugeführt. Zu Beginn der Einsteuerung ergibt sich in der hinteren Meßebene MIII ein Δ x3-Wert, der dem Stellwinkel der jeweiligen Steuerstellung entspricht. Bei Übereinstimmung des hinteren Δ x3- Wertes mit dem vorderen Δ x3-Wert ist die Korrektur des Lenkeinschlags beendet und der Stellwinkel α wird solange beibehalten, bis die vordere Meßebene MII einen anderen Δ x3-Wert als die hintere Meßebene MIII ermittelt. Wird der vordere Δ x3-Wert kleiner als der hintere Δ x3-Wert, so wird der Schienenbogenradius größer. Bei einem vorderen Δ x3-Wert gleich Null beginnt wieder ein gerader Gleisabschnitt. Tritt während des Steuervorganges ein Vorzeichenwechsel bei dem vorderen Δ x3-Wert auf, dann läuft das Schienenfahrzeug 1 in eine S-Kurve ein.
In den FIG 13-15 ist eine weitere Ausführungsform einer Schienenverlauf-Meßeinrichtung dargestellt. Auch bei dieser Schienenverlauf-Meßeinrichtung wird der Schienenverlauf berührungslos erfaßt. Sie unterscheidet sich von den in FIG 1-12 beschriebenen Schienenverlauf-Meßeinrichtungen dadurch, daß die Erfassung des Schienenverlaufs nicht auf opto-elektronischer Basis, sondern auf magnetischer bzw. elektromagnetischer Basis erfolgt. In FIG 13 bzw.15 ist jeweils ein Schienenfahrzeug 1 im Bereich seines linken vorderen Radkastens 152 dargestellt, in dem das linke vordere Einzelrad 4 in hier nicht dargestellter Weise drehbar gelagert ist. Auf die Fahrtrichtung 18 bezogen ist vor dem Radaufstandspunkt P4 des Einzelrades 4 auf der Schiene 7 ein magnetischer Richtungsanzeiger 200 angeordnet. Der magnetische Richtungsanzeiger 200 besteht aus einem Magnetträger 201, der um eine in einem Abstand l_c vertikal angeordnete Drehachse 202 horizontal drehbar ist. Der Magnetträger 201 ist in einem spritzwassergeschützten und schlagfesten Gehäuse 210 wälzgelagert und zusätzlich um einen Schwenkpunkt 203 seitlich schwenkbar. Das Gehäuse 210 einschließlich Magnetträger 201 ist, wie in den FIG 13-15 dargestellt, zweckmäßigerweise als Teleskop-Pendel 211 ausgebildet. Um bei geringen Schienenabweichungen in großen Gleisbögen die Winkelschritte deutlich anzuzeigen, ist eine Aufwärtsübersetzung zwischen dem Magnetträger 201 und dem Winkelschrittgeber 207 vorgesehen. Der Magnetträger 201 des magnetischen Richtungsanzeigers 200 weist mindestens einen Richtungsmagneten 204,205 auf. Die beiden Richtungsmagneten sind in einem Abstand b symmetrisch zu beiden Seiten der Drehachse angeordnet. Zwischen den beiden Richtungsmagneten 204 und 205 ist mittig zu diesen ein Pendelmagnet 206 angeordnet, der fest mit dem Gehäuse 210 verbunden ist.
Die in FIG 15 dargestellte Ausführungsform des magnetischen Richtungsanzeigers unterscheidet sich dadurch, daß anstelle von zwei Richtungsmagneten nur ein Richtungsmagnet 204 vorgesehen ist. Dieser Richtungsmagnet 204 liegt in Fahrtrichtung 18 gesehen vor der Drehachse 202.
Dadurch, daß das Teleskop-Pendel 211 wie vorstehend beschrieben um einen Schwenkpunkt 203 seitlich schwenkbar ist, schwenkt der magnetische Richtungsanzeiger 200 in der Kurvenlage seitlich aus und kann damit dem Maximum des Magnetfeldes zwischen den Richtungsmagneten 204 und 205 und der Schiene 7 selbsttätig folgen. In FIG 14 ist am Beispiel einer Linkskurve bei der Schiene 7 das selbsttätige Wegschwenken des Teleskop-Pendels 211 (gestrichelte Linien) dargestellt. Durch das von den Richtungsmagneten 204 und 205 sowie von den Pendelmagneten 206 erzeugten Magnetfeld stellt sich der magnetische Richtungsanzeiger 200 und damit der Winkelschrittgeber 207 entsprechend dem Verlauf der Schiene 7 ein. Vom Winkelschrittgeber 207 werden die Winkelsignale α in hier nicht näher beschriebener Weise über ein Kabel 208 zur Betätigung eines Stellgliedes 209 weitergeleitet. Der fest mit dem Gehäuse 210 verbundene Pendelmagnet 206 unterstützt die durch die Richtungsmagnete 204 und 205 verursachte Schwenkbewegung (FIG 14) bei Durchfahrt einer Kurve. Darüber hinaus stabilisiert der Pendelmagnet 206 die Senkrechtstellung des Teleskop-Pendels 211 bei Geradeausfahrt. Zur Dämpfung der Drehbewegung des Magnetträgers 201 kann das Gehäuse 210 des Magnetträgers gegebenenfalls mit Flüssigkeit gefüllt werden. Der Abstand des Magnetträgers 201 von der Schienenkopfoberseite ist abhängig vom Verschleiß des jeweiligen Einzelrades; er muß deshalb in größeren Zeitabständen manuell nachgestellt werden. Bei fremderregten Richtungsmagneten (elektromagnetische Sensoreinrichtung) wird dieser Zeitpunkt durch den Anstieg der Erregerstromaufnahme angezeigt.

Claims

Schienenfahrzeug, das entlang der Fahrzeuglängsachse beidseitig eine vorgebbare Zahl von Einzelrädern umfaßt, die durch Lenkung schwenkbar sind, gekennzeichnet durch eine Schienenverlauf-Meßeinrichtung (14-17), die die Abweichung einer Fahrzeugachse (13) vom Verlauf der Schienen (6,7) mißt und die abhängig von gemessenen Abweichungen ein Lenksignal (g1-g4) für jedes Einzelrad (2-5) unabhängig vom jeweils anderen erzeugt.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugachse die Längsachse (13) oder eine dazu parallele Achse (13a) des Schienenfahrzeugs (1) ist.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenverlauf-Meßeinrichtung (14-17) zur schrittweisen Messung der Abweichung der Fahrzeugachse (13) vom Verlauf der Schienen (6,7) ausgebildet ist.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenverlauf-Meßeinrichtung (14-17) zur berührungslosen Messung der Abweichung der Fahrzeugachse (13) vom Verlauf der Schienen (6,7) ausgebildet ist.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenverlauf-Meßeinrichtung (14-17) in dem Sinne ausgebildet ist, daß bei gemessenen relativen Abweichungen zwischen der Fahrzeuglängsachse (13) oder einer dazu Parallelen (13a) und der Längsachse der jeweiligen Schiene (6,7) in einem vorgebbaren unteren Bereich (Δ x2) ein Geradeaussignal (g1-g4) als Lenksignal erzeugt wird, das der Abweichung entgegenwirkt, so daß die Geradeausfahrt eingehalten wird, und daß erst bei einer gemessenen relativen Abweichung (Δ x3), die den vorgebbaren unteren Bereich überschreitet, ein Winkelsignal (α - δ) als Lenksignal erzeugt wird, so daß jetzt dem Kurvenverlauf entsprechend eingelenkt wird.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenverlauf-Meßeinrichtung (14-17) so ausgebildet ist, daß beim Messen einer relativen, den vorgebbaren unteren Bereich überschreitenden Abweichung (Δ x3) an wenigstens einem vorlaufenden Einzelrad (2-5), das dabei erzeugte Winkelsignal (α - δ) als Lenksignal sowohl diesem Einzelrad (2,4) als auch weiteren, insbesondere paarweise den nachlaufenden, Einzelrädern (3,5) zugeführt wird.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zeitpunkt des Auftretens eines Winkelsignals (α - δ) und dem Zeitpunkt des Beginns des Einlenkens von Einzelrädern (2-5), den Einzelrädern (2-5) speziell zugeordnete Zeitverzögerungen derart eingebaut sind, daß die Einzelräder (2-5) immer im wesentichen erst bei Kurveneinlauf der Einzelräder (2-5) bzw. beim Einschwenken der Fahrzeugachse (13) geschwenkt werden.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenverlauf-Meßeinrichtung (14-17) so ausgebildet ist, daß sie nach dem Beginn eines Schwenkens von Einzelrädern (2-5) aufgrund eines von einem vorlaufenden Einzelrad (2,4) abgeleiteten Lenksignals (α, γ) auftretende relative Abweichungen (Δ x3) der Fahrzeuglängsachse (13) oder einer dazu Parallelen (13a) gegenüber der in Geradeausrichtung liegenden Längsachse der jeweiligen Schienen (6,7) mißt, und daß daraufhin der zuvor eingestellte Lenkeinschlag auf den jeweiligen, dem Meßresultat entsprechenden Lenkeinschlag (α′) korrigiert wird, so daß bei Übereinstimmung der Lenkeinschläge (α - δ) sowohl der vor- als auch der nachlaufenden Einzelräder (2-5) die Fahrzeuglängsachse (13) sich in Sehnenlage zur Kurve befindet.
Schienenfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenverlauf-Meßeinrichtung (14-17) mindestens eine opto-elektronische Sensoreinrichtung für jedes Einzelrad (2-5) sowie eine Auswerteelektronik (35-38) umfaßt, wobei vorzugsweise jede opto-elektronische Sensoreinrichtung aus einem Lasersender (19-22), der einen Laserstrahl (23-26) emittiert, einem Laserempfänger (27-30) und einem Bezugspunktreflektor (31-34) besteht.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik aus Blöcken (35-38) besteht, deren Signalausgänge untereinander sowie über ODER-Glieder (35a-38a) mit den Stellgliedern (8-11) der Einzelräder (2-5) des Schienenfahrzeugs (1) verbunden sind.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Block (35-38) der Auswerteelektronik einen Lenksignalerzeuger (39-42) sowie logische Schaltglieder (43-46) enthält, und daß die den vorlaufenden Einzelrädern (2,4) zugeordneten Blöcke (35,37) ein zusätzliches Vergleichsglied (47,48) aufweisen.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß der Lenksignalerzeuger (39-42) einen Sendegenerator (60) für den Optosender (19-22) und einen Empfangsverstärker (61) für den Optoempfänger (27-30) umfaßt, wobei dem Empfangsverstärker (61) sowohl ein Signalerzeuger (62), der ein Hauptsignal (S_h) erzeugt, als auch ein Istwertermittler (63), der Nebensignale (S_n1,S_n2,S′_n1,S′_n2) erzeugt, nachgeschaltet ist, und die Haupt- und Nebensignale einem Vergleichsglied (64) zuführbar sind, das an seinem Ausgang ein Ausgangssignal (Δ x1) erzeugt, das der Änderung der Nebensignale (S_n1,S_n2,S′_n1,S′_n2) entspricht und das sowohl einem ersten Schwellendiskriminator (65) als auch einem zweiten Schwellendiskriminator (66) zuführbar ist, wobei ein unterhalb eines Schwellwertes liegendes Ausgangssignal (Δ x1) ein Ausgangssignal (Δ x2) am Ausgang des Schwellendiskriminators (66) und ein oberhalb eines Schwellenwertes liegendes Ausgangssignal (Δ x1) ein Ausgangssignal (Δ x3) am Ausgang des Schwellendiskriminators (65) erzeugt.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwellendiskriminator (66) ein Gegenregler (67) nachgeschaltet wird, der in Abhängigkeit von den Ausganssignalen (Δ x2) des Schwellendiskriminators (66) Geradeaussignale (g1-g4) für jedes Einzelrad (2-5) erzeugt.
Schienenfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lenksignalerzeuger (39-42) einen Rechner (68) aufweist, dem einerseits das Ausgangssignal (Δ x3) des Schwellendiskriminators (65) und ein erstes konstantes Längensignal (l_c) von einem ersten Festwertspeicher (69) sowie ein zweites konstantes Längensignal (L) von einem zweiten Festwertspeicher (70) zuführbar ist, wobei das erste konstante Längensignal (l_c) dem Abstand der Schienenverlauf-Meßeinrichtung (14-17) vom zugehörigen Einzelrad (2-5) und das zweite konstante Längensignal (L) dem Abstand zwischen den Radaufstandspunkten der vor- und nachlaufenden Einzelräder (2-5) entspricht, und das dem Rechner (68) andererseits ein erstes variables Längensignal (l_y) von dem Winkelschrittgeber (72) sowie ein zweites variables Längensignal (S) und ein Winkelsignal (β) von einem im Lenksignalerzeuger (40) des nachlaufenden Einzelrades (3) angeordneten Winkelschrittgeber zuführbar ist.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (68) des Lenksignalerzeugers (39-42) sieben Rechenglieder (90-96) sowie ein erstes und zweites Vergleichsglied (97 bzw.98) umfaßt, wobei das erste Rechenglied (90) einen ersten Radius (R1) gemäß der Gleichung
das zweite Rechenglied einen zweiten Radius (R2) gemäß der Gleichung
das dritte Rechenglied (92) ein Winkelsignal (α′) gemäß der Gleichung
das vierte Rechenglied (93) ein Winkelkorrektursignal (α₀₁) gemäß der Gleichung
das fünfte Rechenglied (94) ein Winkelkorrektursignal (α₀₂) gemäß der Gleichung
und das sechste Rechenglied (95) ein Signal a gemäß der Gleichung

$a = L tanβ cosβ$

ermittelt, wobei die Aktivierung des vierten Rechengliedes (93) und des fünften Rechengliedes (94) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des ersten Vergleichsgliedes (97) erfolgt und die ermittelten Radien (R1,R2) als Ausgangssignale dem zweiten Vergleichsglied (98), das Signal a dem fünften Rechenglied (94) und die Winkelkorrektursignale (α₀₁, α ₀ ₂) sowie das Winkelsignal (α′) dem siebten Rechenglied (96) zuführbar sind und das siebte Rechenglied (96) ein Winkelsignal (α), das als Stellwinkelsignal für die Einzelräder (2-5) dient, gemäß folgender Bedingung ergibt
Schienenfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienenverlauf-Meßeinrichtung (14-17) eine elektromagnetische und/oder magnetische Sensoreinrichtung umfaßt, die aus wenigstens einem magnetischen Richtungsanzeiger (200) für jedes Einzelrad (2-5) besteht.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Richtungsanzeiger (200) aus einem Magnetträger (201) besteht, der um eine in einem Abstand (l_c) vertikal angeordnete Drehachse (202) horizontal drehbar und um einen Schwenkpunkt (203) seitlich schwenkbar ist.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetträger (201) des magnetischen Richtungsanzeigers (200) wenigstens einen Richtungsmagneten (204,205) aufweist.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (210) des Magnetträgers (201) einen Pendelmagneten (206) aufweist.
Schienenfahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung des magnetischen Richtungsanzeigers (200) gegenüber der Längsachse (13) des Schienenfahrzeugs (1) oder einer dazu parallelen Achse (13a) über einen Winkelschrittgeber (207) einem Stellglied (209) für das jeweilige Einzelrad (2-5) zuführbar ist.