EP0542386B1 - Verfahren und Einrichtung zum Dämpfen der Schwingungen eines Schienenfahrzeuges - Google Patents
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- EP0542386B1 EP0542386B1 EP92250327A EP92250327A EP0542386B1 EP 0542386 B1 EP0542386 B1 EP 0542386B1 EP 92250327 A EP92250327 A EP 92250327A EP 92250327 A EP92250327 A EP 92250327A EP 0542386 B1 EP0542386 B1 EP 0542386B1
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- 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
- B61F5/24—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes
- B61F5/245—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes by active damping, i.e. with means to vary the damping characteristics in accordance with track or vehicle induced reactions, especially in high speed mode
Definitions
- Such a device is also known from FR-A-2 593 455.
- the known solution aims at the goal in the field of railways Connection occurring with ever higher vehicle speeds To counteract rolling movements.
- a contemplated stake previous damper which are designed so that they the would dampen the vibration range of the roll movement, according to the expressed an excessive increase in the hardness of the Lead vehicle suspension. This would have a negative impact on the Shock and Vibration movements of the vehicle exercised.
- the invention specified in claim 1 is based on the problem the spring stiffness of a wheel / rail system at low frequencies to increase the damping system and at high frequencies To reduce spring stiffness, i.e. the cheapest damping adjust. At the same time, the system of passive Leave lateral force control and through a system of active Shear force control to be replaced.
- Another measure is that the pressure in the cylinder is on a setpoint calculated on the basis of a path signal is regulated and that when vibrations occur over the cylinder or over the piston Energy is fed back into a store. This can significantly increase Energy is saved and the print media source does not need more become.
- a program-controlled device a decision is made as to which of the valves formed circuit branch, the regulation of the actual pressure takes place. This can advantageously result in an energy and flow technology favorable pressure medium presence in the cylinder can be achieved.
- Another improvement is that the program-controlled Established an increase or decrease in the pressure level to influence the passive spring stiffness.
- the device for damping vibrations between one Rail vehicle body and a rail chassis is based on one acting between the rail vehicle body and the rail chassis Piston-cylinder drive unit that can be acted on from both sides.
- Such a device consists of a pneumatic or hydraulic piston-cylinder system with connected control device a displacement measuring device assigned to the piston and a System of control and non-return valves associated with pressure rooms.
- a such a device per vehicle is not of great weight connected or a large space for accommodation is required.
- the facility is further developed so that the system of Control and check valves in each pressure chamber in the cylinder allocated memory is connected. So both sides of the piston connectable to a memory.
- brackets 5 and 6 stabilizers 7 and 8 articulated, which consist of hydraulic dampers.
- These mechanical, hydraulic or pneumatic spring assemblies consisting of the coil springs 3 and 4, the stabilizers 7 and 8, catch in the transverse direction to the direction of travel 9 only partially arising vibrations.
- These vibrations also lie different passive forces with different dynamics.
- the Passive forces are vibrations generated by the rail vehicle itself, that cause the vehicle with its wheels or Wheel groups 10 and 11 back and forth between the rails of a track heart pendulums.
- each rail chassis 2 In order to match active forces to the passive forces that occur, is between the rail vehicle body 1 and a rail chassis 2 each have at least one pneumatic or hydraulic cylinder 12 arranged and with its end 12a on a hinge 13 on the Rail chassis 2 attached via a bearing 2a. His piston rod 14 is accordingly with a joint 14a on the Rail vehicle body 1 attached or stored. On the Rail chassis 2 are also supports 15a and 15b elastic stops 16a and 16b for one between the two arranged guide rod 17, which on the rail vehicle body 1 is attached.
- the piston 14a is double-sided in the cylinder 12 actable, the pressures p1 and p2 depending on Driving conditions are regulated by lower driving stiffness according to the dynamics and the level of active forces between Rail vehicle body and rail chassis are set.
- a length measuring device 18 with a path converter 19 provided, the signals input into a microprocessor 20 in which the signals of pressures p1 and p2 as well as others Press p3 and p4 of a first pressure accumulator 21 and a second one, respectively Pressure accumulator 22 can be entered.
- the microprocessor 20 outputs the calculated values in the form of signals to control or continuous valves V1, V2, V3 and V4 or V5 further, which are connected as shown.
- the pressure accumulators 21 and 22 are here via check valves 23 and 24 and this connected to a pressure source 25.
- the mode of operation of the device results from the flow master plan according to FIG. 4:
- a path "s" from the length measuring device 18 and the path converter 19 is read into the microprocessor 20 from the pressures p1 and p2.
- the setpoint is calculated, which is made available as a signal ramp. Accordingly, it is determined whether the target value is zero or greater than zero (cf. flow chart according to FIG. 4).
- the pressures p1 and p2 are then calculated from the setpoints and actual values as paths in the corresponding pressure spaces and as signals to the valves V1 to V5 in a system with the pressure accumulators 21 and 22.
- FIG. 3 a doubled arrangement is swapped with sides for Attachment of two cylinders 12 shown.
- cylinder 12 In the drawing above lying cylinder 12 is the piston rod 14 and the joint 14a on the right, however in the case of the lower cylinder 12 on the left side.
- the cylinder end 12a and the top cylinder 12 are located there Joint 13 on the left, however, in the lower cylinder 12 on the right side.
- the invention can both with a piston-cylinder system or with several according to FIG. 3 and also with more than two Piston-cylinder systems depending on the masses to be damped be realized.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
Description
- Fig. 1
- eine Vorderansicht auf einen Schienenfahrzeugaufbau und ein Schienenfahrgestell,
- Fig. 2
- eine hydraulische oder pneumatische Schaltung in Verbindung mit der Dämpfungseinrichtung,
- Fig. 3
- eine Doppelanordnung mit einer kreuzweisen Verbindung des Zylinders oder des Kolbens entweder mit dem Schienenfahrzeugaufbau oder mit dein Schienenfahrgestell, von oben betrachtet und
- Fig. 4
- ein Flußdiagramm für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Querkraftregelung.
Aus den Drücken p1 und p2 wird ein Weg "s" aus der Längenmeßeinrichtung 18 und dem Wegumsetzer 19 in den Mikroprozessor 20 eingelesen. Aufgrund dieser Werte kann festgestellt werden, ob sich der Schienenfahrzeugaufbau 1 außerhalb der Mittellage befindet und ob eine vorhandene Auslenkung größer ist als die vorgegebene Zone. Daraus errechnet sich der Sollwert, der als Signalrampe zur Verfügung gestellt wird. Dementsprechend wird festgestellt, ob der Sollwert gleich null oder größer als null ist (vgl. Flußdiagramm gemäß Fig. 4). Die Drücke p1 und p2 werden sodann aus den Soll- und Istwerten als Wege in den entsprechenden Druckräumen errechnet und als Signale an die Ventile V1 bis V5 gegeben in einem System mit den Druckspeichern 21 und 22.
Claims (8)
- Verfahren zum Dämpfen von Schwingungen eines Schienenfahrzeuges, die im wesentlichen in einer oder mehreren Querebenen zur Fahrtrichtung zwischen dem Schienenfahrzeugaufbau und dem Schienenfahrgestell auftreten und die nur teilweise von mechanischen und/oder pneumatischen Federanordnungen aufgefangen werden, wobei unterschiedliche Aktivkräfte mit unterschiedlicher Dynamik vorliegen, wobei in zumindest einem zwischen Fahrgestell und Schienenfahrzeugaufbau angeordneten pneumatischen oder hydraulischen Zylinder mit doppelseitig beaufschlagbaren Kolben über mehrere Ventile die Drücke in Abhängigkeit von Fahrzuständen geregelt werden, indem unterschiedliche Fahrsteifigkeiten entsprechend der Dynamik und der Höhe der Aktivkräfte zwischen Schienenfahrzeugaufbau und Schienenfahrgestell außerhalb der Mittellage von Schienenfahrzeugaufbau und Schienenfahrgestell abhängig von der aus dem Wegsignal des Kolbens ermittelten Frequenz des Kolbens eingestellt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dynamische Fahrsteifigkeit frequenzabhängig in der Art beeinflußt wird, daß bei hohen Frequenzen ein relativ weiches System entsteht daß der Druck in dem Zylinder auf einen anhand eines Wegsignals berechneten Sollwert geregelt wird und daß bei Auftreten von Schwingungen über den Zylinder oder über den Kolben Energie in einen Speicher zurückgespeist wird und daß durch eine Prioritätsschaltung in Abhängigkeit von den Zylinderdrücken, der Speicherdrücke und der geforderten Kraft eine energetische Optimierung des Systems errechnet wird. - Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 oder 2
dadurch gekennzeichnet,
daß über eine programmgesteuerte Einrichtung eine Entscheidung herbeigeführt wird, über welche der durch Ventile gebildeten Schaltungsverzweigungen die Ausregelung des Istdruckes erfolgt. - Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß über die programmgesteuerte Einrichtung eine Erhöhung oder Erniedrigung des Druckniveaus vorgenommen wird, um die passive Federsteifigkeit zu beeinflußen. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ventilhysterese bei der Druckregelung durch Mitkopplung der Störgröße Geschwindigkeit kompensiert wird. - Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen zwischen einem Schienenfahrzeugaufbau und einem Schienenfahrgestell und zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, bestehend aus einer zwischen Schienenfahrzeugaufbau und Schienenfahrgestell wirkenden doppelseitig beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Antriebseinheit,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine an ein pneumatisches oder hydraulisches Kolben-Zylinder-System (14 a, 12) angeschlossene Regeleinrichtung mit einer dem Kolben (14 a) zugeordneten Wegmeßeinrichtung (18) und einem den Druckräumen (p1, p2) zugeordneten System Regel- und Rückschlag-Ventilen (V1 - V5) vorgesehen ist. - Einrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß an das System der Regel- und Rückschlagventile (V1 - V5) ein jedem Druckraum (p1, p2) im Zylinder (12) zugeordneter Speicher (21, 22) angeschlossen ist. - Einrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß an die Wegmeßeinrichtung (18) eine Regelelektronik mit einer Prioritätsschaltung und eine Vergleichsschaltung für dia Drücke (p1, p2) im Druckraum (p1, p2) des Zylinders (12) und im zugeordneten Speicher (21; 22) angeschlossen ist.
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