NO139854B - Anordning paa sporbundet kjoeretoey for detektering av en sporkurve - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en anordning på sporbundet kjøre-

tøy for detektering au en sporkurve, hvor kjøretøyet omfatter en vognkasse som er avfjæret på et antall boggier.

For å senke reisetiden for jernbanetog har man begynt å utvikle kjøretøyer med høy hastighet. For at passasjerenes kom-

fort ikke skal påvirkes under passasje gjennom kurver, er der ennvidere blitt utviklet forskjellige typer av systemer som bringer vognkassen i skråstilling i forhold til boggiene, så-

ledes at den oppstående sideakselerasjon ikke skal påvirke pas-sasjerene i nevneverdig grad. Idag finnes der i hovedsaken tre typer av den slags systemer, nemlig et passivt pendelsystem, et pneumatisk og et hydraulisk system.

Ved pendelutførelsen henges vognkassen opp på en sådan

måte at svingesentret kommer betydelig over tyngdepunktet. Vogn-

en eller kassen svinges da automatisk ut på grunn av sentrifugal-kraften i kurvene. For ikke å reagere på sporets ujevnheter må bevegelsen dempes, og det kan bli vanskelig å få vognkassen til å følge med i overgangskurvene.

Det pneumatiske system kobles vanligvis sammen med vognens sekundærfjæring ved at skrufjærene er skiftet ut med luftfjærer.

Ved å pumpe luft inn på den ene side og slippe den ut på den

annen side får vognkassen en skråstilling.

Den største utslagsvinkel gir det hydrauliske system som

gjør det mulig å kunne velge svingesentret friere. Man kan så-

ledes utføre skråstillingsinnretningen på en sådan måte at vognkassens tyngdepunkt forskyves mot midten av sporet under helnings-forløpet, hvilket nedsetter faren for velting.

Et automatisk skråstillingssystem må være utstyrt med et følende organ, og man.arbeider med akselerometre, gyroskop og pendler. Problemet er komplisert fordi forstyrrelser (støy) fra spor og kjøretøy gjør det vanskelig å detektere overgangskurven tilstrekkelig hurtig.

Ved hjelp av sidefølende akselerometre alene er det vanskelig i tide å få frem en godtagbar informasjon til skråsti11ings-systemet hvis der inntreffer en kurve som vil kreve at systemet trer i virksomhet. I et representativt tilfelle vokser den ide-elle sideakselerasjon fra 0 til 1,5 m/s 9 i løpet av tre sekunder. Støynivået i et sådant signal er dog av størrelsesordenen 0,5 m/s i frekvensområdet 0,5 - 2 Hz, hvilket innebærer at det er realistisk å regne med en tid på et sekund for å avgjøre om kjøretøyet har truffet en sporkurve eller en sporfeil, som på sin side medfører en langsom reaksjon av helningssystemet.

I en sporkurve ligger det ytre spor normalt høyere enn det indre, dvs. såkalt sporforhøyning eller dosering. Ved innkjør-ing i og utkjøring fra en kurve økes hhv. reduseres sporforhøyn-ingen suksessivt, hvilket betegnes som skinneforhøyningsrampe. Når et kjøretøy passerer en sådan rampe oppstår der en skjevhet mellom kjøretøyets forskjellige aksler eller boggier.

Ved hjelp av en anordning ifølge oppfinnelsen oppnås en hurtig innvirkning av kjøretøyets inngang i og utgang fra kurver, som kan utnyttes som styresignaler for kjøretøyets helningssystem ved måling og vurdering av den nevnte skjevhet.

Det særegne ved anordningen ifølge oppfinnelsen fremgår av nedenstående patentkrav og vil bli beskrevet nærmere i tilslut-ning til tegningene, hvis fig. 1 viser en forenklet prinsipp-skisse av en vognkasse med to boggier, fig. 2 viser et eksempel på hvorledes et måleapparat for skjevhetsmåling kan anbringes mellom vognkassen og boggien, fig. 3 viser et blokkdiagram for vurdering av skjevhet mellom vognkasse og boggier, fig. 4 viser et anvendbart måleapparat, fig. 5 og 6 viser to forskjellige tilfelle av skjevhet mellom vognkasse og boggier, fig. 7 viser den ved hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen beregnede skjevhet som funksjon av tiden, og fig. 8 viser den i det tilsvarende tidsavsnitt foreliggende sideakselerasjon.

På fig. 1 er symbolisert en vognkasse ved et til denne fast liggende horisontalplan 10. På samme måte symboliseres to boggier som er koblet til vognkassen ved til boggiene fast an-bragte horisontalplan 11 og 12. Mellom boggiene og vognkassen er de» anordnet fire måleapparater som registrerer .nålestrek-ningene Z^, Z2>OQ Z^. eller forandringer hhv.AZ^, AZ£, A z3, A z4.

Måleapparatene består hensiktsmessig au differensialtrans-formatorer 15 som er anordnet mellom vognkassen 13 og en boggi 14, som vist på fig. 2, hvilke transformatorers bevegelige kjerne er utsatt for en mekanisk bevegelse mellom enhetene.

Utgangssignalene A Z^, AZ^, ^"^3 °^ ^^4 ^ra ^e resPe,<tive differensialtransformatorene DT^, Dl^, DT^ og DT^ blir, som det fremgår av fig. 3, over differansesonene 15, 17 og 18 stilt sam-

men til et utgangssignal 19 som beskriver skjevheten 5 som følg-

er :

Differensialtransformatorene DT^, DTp^ DT^ og DT^ kan f.eks. være utført som vist på fig. 4, hvilken utforming er egnet for detektering av små stillingsforandringer.

Prinsippet for anordningen ifølge oppfinnelsen vil bli beskrevet under henvisning til fig. 1, 4 eller 6.

Fig. 1 viser det tilfelle at Z, = - Z^ = Z^, dvs. når kjøretøyet passerer over et horisontalt sporavsnitt. Pilen 20 viser kjøretøyets antatte kjøreretning.

Når kjøretøyet løper inn på en skinneforhøyningsrampe, skjer det som er vist på fig. 5, nemlig at den første boggi represent-ert ved boggiplanet 11 svinges i forhold til vognkasseplanet 10, således at strekningene Z^ og Z^ forandres med AZ^ hhv. ^-Z^ samtidig som der ikke finner sted noen svingning av boggiplanet 12, da dette plan i dette øyeblikk ennå ikke har nådd inn på rampen.

Det utgangssignal S som fås fra signalbehandlingsenheten ifølge fig. 3, beskriver derved et forløp som fremgår av den første steilt stigende del av funksjonen S = f(t) ifølge fig. 7. Når også den annen boggi løper inn på rampen, har funksjonen

S = f(t) nådd sin maksimale verdi i henhold til fig. 7. Den i hovedsaken plane del av funksjonen S = f(t) mellom de ovennevnte partier beskriver den konstante skjevhet som er tilstede mellom den første og annen boggi så lenge begge befinner seg på rampen.

Når første boggi har nådd den kurvdel som har konstant skinne-forhøyning, avtar skjevheten mellom boggiene, og funksjonen S

= f(t) har da nådd sin senere steile del. Når begge boggier er kommet inn på den del av kurven som har konstant skinnefor-høyning, foreligger der ikke noen skjevhet mellom dem.

Fig. 8 viser sideakselerasjonen a = f(t) i samme tids-målestokk som fig. 6, hvorav det vil sees at det ved hjelp av akselerometermålinger alene er meget vanskelig på hurtig måte å bestemme inngangen til hhv. utgangen fra en sporkurve, mens man ved å bestemme skjevheten S i henhold til ovenstående, opp-når en lett detekterbar størrelse i henhold til fig. 7 både angående inngangen til og utgangen fra en sporkurve.

Anordningen ifølge oppfinnelsen kan også som antydet ovenfor, utnyttes til å påvise skjevheten mellom to hjulaksler i én og samme boggi, i hvilket tilfelle et analogt resonnement til det ovenstående kan foretas, hvor horisontalplanene 11 og 12 da beskriver hjulakslenes bevegelse i forhold til boggien som da representeres av horisontalplanet 10.

Den ovenfor beskrevne målemetode er dessuten ufølsom for boggiene og vognkassens vertikale bevegelser og nikke-bevegelser samt for vognkassens vuggebevegelser.

Claims (3)

1. Anordning på sporbundet kjøretøy for detektering au en sporkurve, hvor kjøretøyet omfatter en vognkasse som er avfjæret på et antall boggier og to i hver boggi opphengte hjul-aksltr, idet vognkassen, boggiene og hjulakslene utgjør innbyrdes bevegelige elementer, karakterisert ved at anordningen omfatter et første måleapparat (DT-^) anordnet mellom et første bevegelig element (li) og et annet bevegelig element (10) på en første side av det annet bevegelige element (10), et annet måleapparat (DT^) anordnet mellom det første bevegelige element (11), og det annet bevegelige element (10) på en annen side av det annet bevegelige element (10), som er motsatt den første side, et tredje måleapparat (DT^) anordnet mellom et tredje bevegelig element (12) og det annet bevegelige element (10) på den første side av det annet bevegelige element (10), et fjerde måleapparat (DT^) anordnet mellom det tredje bevegelige element (12) og det annet bevegelige element (10) på den annen side av det annet bevegelige element,hvilke måleapparater er innrettet til å måle avstanden (Z^, Z^, Z^, 1^) eller forandringer (A Z^,A Z^, A Z^, A Z^ ) i avstanden mellom det første henholdsvis tredje bevegelige element (li hhv. 12) og det annet bevegelige element (10) på vedkommende side av denne, samt et organ (16, 17, 18) som kombinerer mål ever di ene fra måleapparatene og er innrettet til å avgi en utgangsstørrelse (S) som er et mål på forskjellen mellom det første og det tredje bevegelige elements (11 hhv. 12) vridning i forhold til det annet element (10).

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at det annet bevegelige element (10) utgjøres av vognkassen og de første og tredje bevegelige elementer (11 og 12) utgjøres av to til vognkassen avfjærede boggier.

3. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at det annet bevegelige element (10) utgjøres av en boggi og de første og tredje bevegelige elementer (li og 12) utgjøres av to på boggien opphengte hjulaksler.