NO175852B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning ved et skinnebundet kjøretøy hvor det på boggiene ved et vognlegeme er anordnet hydrauliske sylindere for krenging av vognlegemet i banekurver.

I kjøretøyer med aktiv hydraulisk krenging av banelege-met styres krengingen vanligvis av to servofunksjoner, én pr. boggi, idet hver funksjon omfatter en servoventil, én eller flere hydrauliske sylindere og en eller annen form for mekanisk underlag (bolster). Sådanne flerfunksjonssystemer innebærer fare for at de to (eller forskjellige) servofunksjoner kan begynne å virke mot hverandre via det forholdsvis torsjonsstive vognlegeme, hvilket gir diagonale avlastnings- og belastningsspenninger på hjulene i de to boggier. Dette kan på sin side medføre en fare for avsporing, og denne eventualitet krever således et omfattende overvåkingssystem.

Fra for eksempel svensk patentskrift 381 012 er det kjent en liknende anordning ved hvilken avstanden mellom vognlegemet og de forskjellige boggier på begge sider av vognlegemet måles for det formål å oppnå en utgangsstørrelse som utgjør et mål på dreiningen av de forskjellige boggier i forhold til vognlegemet. Hensikten er å oppnå en rask indikasjon på kjøretøyets inngang i og utgang fra en banekurve. Dette signal, sammen med for eksempel sideakselerasjonssignalet, kan utnyttes som styresignal eller styresignaler til kjøretøyets krengingssystem. Hensikten er å utvikle et krengingssystem som skal tilveiebringe en behagelig reise for passasjerene uten noen vesentlig innvirkning av sideakselerasjon, og å muliggjøre større toghas-tigheter. Man ønsker også å unngå følsomhet overfor en eventuell ujevnhet av banen eller skinnegangen.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning som løser de ovenfor omtalte problemer og andre problemer som er knyttet til disse.

Ovennevnte formål oppnås med en anordning av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at alle hydrauliske sylindere er innrettet til å kommunisere innbyrdes, og at vognlegemekrengingen er innrettet til å styres av en servofunksjon som omfatter bare én servoventil pr. kjøretøy.

Ved å styre krengingsbevegelsen av de to (eller de forskjellige) boggier fra én eneste servoventil, dvs. i parallell og med de hydrauliske sylindere fritt innbyrdes kommuniserende, hindres de hydrauliske krefter fra de to boggier fra å motvirke hverandre i tilfelle av en systemfeil.

Det skal bemerkes at det for eksempel fra publikasjonen "Querneigesystem fiir Schnellzugwagen" av Rolf Wipf, særtrykk fra "Technische Rundschau", nr. 22/1976, er kjent et styresystem i hvilket et tilbakekoplings-styresystem styrer en hovedventil som på sin side styrer arbeidssylindrene i de to boggier på en vogn. I denne anordning blir arbeidssylindrene imidlertid ikke direkte påvirket av hovedventilen, da det dessuten er anordnet hydrauliske ventiler (Bild 3) i den respektive boggi, hvilket betyr at de to arbeidssylindere ikke kommuniserer ved hvert tidspunkt.

En fordelaktig utførelse av anordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at vognlegemekrengingens servofunks jon styres av et første signal som utgjør et mål på en sideakselerasjon som er innrettet til å måles ved minst én boggi i minst én av sammenkoplede vogner.

Sideakselerasjonen måles fortrinnsvis i den fremre boggi av togenheten. Det målte signal overføres derfor til alle krengende vogner i toget for å utgjøre et styresignal til krengingssystemet for den respektive vogn.

Når det benyttes bare sideveis avfølende akselerasjon, er det imidlertid vanskelig på et tilstrekkelig tidlig stadium å oppnå informasjon med hensyn til når en banekurve opptrer under et jembanekjøretøy med et krengende vognlegeme. På samme tid som sideakselerasjonen øker/avtar i en banekurve, øker/avtar normalt også overhøyden (dosseringen). Det er tidligere kjent at overhøydens endringshastighet kan måles med en hastighetsgyro, og også at vridningen mellom vognlegeme og boggier kan måles. Ved å styre krengingsbevegelsen av de to boggier i parallell med bare én ventil, og slik at de hydrauliske sylindere i de to boggier kommuniserer, dannes de tilsvarende størrelser internt i de to boggier. Størrelser opptrer som differansen mellom dreiningen ( tp1 henholdsvis (p2) av boggienes mekaniske bolster (som følger vognlegemet) i retning mot boggiene (som følger skinnen), dvs. Acp = (<p>1 - <<p>2.

En fordelaktig utførelse av anordningen ifølge oppfinnelsen er således kjennetegnet ved at vognlegemekrengingens servofunksjon styres av et differansesignal som utgjør forskjellen i målesignaler som er innrettet til å måles ved de respektive vogner og utgjør et mål på krengingen i den respektive individuelle boggi i kjøretøyet, idet differansesignalet indikerer en overgangskurve. Dette differansesignal benyttes for akselerasjon av et referanseverdisignal for vognlegemekrenging.

Svinge- eller dreievinkelen måles med en vinkelomvand-ler, for eksempel en elektromekanisk omvandler, eller alternativt med en gyro eller en annen vinkelføler.

En ytterligere foretrukket utførelse av anordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at vognlegemekrengingens servofunksjon styres av et korrelasjonssignal som oppnås ved at både en tids- eller rom-endringshastighet av overhøyden og sideakselerasjonen er innrettet til å måles i vognen, og at korrelasjonen mellom tidsendringshastigheten av akselerasjonen og tids- eller romendringshastigheten av overhøyden er innrettet til å dannes, hvorved det fremkommer et korrelasjonssignal som indikerer overgangskurver. Korrelasjonssignalet er hensiktsmessig innrettet til å styre filtrering av målte størrelser for det formål å eliminere støy etc, og graden av filtrering er fortrinnsvis innstillbar, for eksempel ved en indikert banefeil.

Det er således mulig å skjelne en overgangskurve fra en banefeil ved å danne korrelasjonen mellom tidsendringshastigheten av akselerasjonen og tids- eller rom-endringshastigheten av overhøyden. Ved hjelp av korrelasjonen bibringes et stort signal/støy-forhold til dette signal.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til tegningen, der fig. 1 viser en anordning ifølge den kjente teknikk, fig. 2 viser en enkeltventilanordning ifølge oppfinnelsen, fig. 3 viser krengingsforholdet for to boggier som er knyttet til et kjøretøy, og fig. 4a-e viser kurver for indikasjon av overgangskurver.

Fig. 1 viser f areelementer når det dreier seg om systemfeil i servosystemer for forskjellige boggier som er knyttet til et kjøretøy, idet hver boggi er forsynt med en separat servoventil 11, 12. Det innses her hvordan de oppståtte vridningsmomenter Mn og M12 motvirker hverandre, noe som resul-

terer i hjulavlastning.

Ved anvendelse av én eneste servoventil 13 slik som vist i anordningen på fig. 2, styres de hydrauliske sylindere 14a, 14b hhv. 15a, 15b for de to boggier i parallell. Slik det vil innses, er de hydrauliske sylindere også innrettet til å kommunisere (se de hydrauliske forbindelser 16a, 16b). Sylindrene 14a og 15a er for eksempel sammenkoplet, og trykkforskjellen mellom disse vil bli raskt utjevnet.

Den vinkelforskjell som kan oppstå mellom boggi 1 og boggi 2 i et kjøretøy (se fig. 3, A<p = <<p>1 - <<p>2) <s>tyres av overhøydens geometri.

Forskjellen i krengingsvinkel mellom forskjellige boggier som tilhører en vogn, er egnet til å måles, idet det målte signal således indikerer overgangskurver.

Både overhøydens tids- eller rom-endringshastighet og sideakselerasjonen er egnet til å måles i kjøretøyet. Ved multiplikasjon av <d>acc/dt og dre/dt oppnås et korrelasjonssignal. En positiv verdi angir en overgangskurve, mens lave eller negative verdier angir en rett bane, en sirkulær bane eller en banefeil. Det er ønskelig å oppnå en rask indikasjon på sideakselerasjonen, hvilken avviker så lite som mulig fra det ideelle. Normalt filtreres signalene til de forskjellige styresystemer for å eliminere forstyrrelse, støy etc. Når en bane- eller spdrfeil opptrer, inntreffer en avvikelse fra den ideelle kurve, og graden av filtrering kan derved innstilles (oppover). Dette er et eksempel på hvordan man kan benytte et korrelasj onssignal.

Fig. 4a viser akselerasjonssignalene, både det ideelle og det faktiske, når man går inn i en overgangskurve. Fig. 4b viser tidsendringshastigheten dacc/dt. Fig. 4c viser overhøyden (re), og fig. 4d viser tidsendringshastigheten av denne, dre/dt. Det er også mulig å måle dens rom-endringshastighet, for eksempel ved å benytte ovennevnte vinkelf orskjell Acp. Det ideelle og faktiske korrelasjonssignal er vist på fig. 4d.

I et kjøretøy med krenging av vognlegemet dannes den ønskede verdi av krengingen normalt ved å ta hensyn til sideakselerasjonen ifølge ovenstående. For å unngå en stor krengings-bevegelse, begrenses denne normalt til en maksimumsverdi. Under vinterforhold kan snø som er pakket mellom krengingssystemets bevegelige deler, hindre krengingsbevegelsen, hvilket på sin side kan føre til ugunstige hjulavlastninger og ubehagelig kjøring. I tilfelle av sådan snøpakking vil store vinkelforskjeller, reguleringsfeil og krefter oppstå i servosystemet. Én eller flere av disse størrelser kan utnyttes for å indikere tilstedeværelsen av snøpakking, for å indikere graden av snøpakking såvel som for å minimere faren for hjulavlastning.

Vinkelforskjellen måles i overensstemmelse med ovenstående. Reguleringsfeilen dannes som forskjellen mellom den faktiske verdi og den ønskede verdi, mens kreftene kan måles for eksempel som forskjellen i hydraulisk trykk over sylindrene.

Ved å indikere når størrelsen overskrider en forventet, normal terskelverdi, og da måle den aktuelle krengingsvinkel, oppnås et mål for graden av snøpakking. Ved å tilpasse maksimums-grensen av den ønskede verdi og følgelig krengingsvinkelen umiddelbart etter indikasjonen, slik at indikasjonen opphører, minimeres faren for hjulavlastning mens det på samme tid oppnås en indikasjon på graden av snøpakking.

Claims (5)

1. Anordning ved et skinnebundet kjøretøy hvor det på boggiene ved et vognlegeme er anordnet hydrauliske sylindere (14a, 14b, 15a, 15b) for krenging av vognlegemet i banekurver, KARAKTERISERT VED at alle hydrauliske sylindere er innrettet til å kommunisere innbyrdes, og at vognlegemekrengingen er innrettet til å styres av en servofunksjon som omfatter bare én servoventil (13) pr. kjøretøy.

2. Anordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at vognlegemekrengingens servofunksjon styres av et første signal som utgjør et mål på en sideakselerasjon som er innrettet til å måles ved minst én boggi i minst én av sammenkoplede vogner.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at vognlegemekrengingens servofunksjon styres av et differansesignal som utgjør forskjellen i målesignaler som er innrettet til å måles ved de respektive vogner og utgjøre et mål på krengingen i den respektive individuelle boggi i kjøretøyet, idet differansesignalet indikerer en overgangskurve.

4. Anordning ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at vognlegemekrengingens servofunksjon styres av et korrelasjonssignal som oppnås ved at både en tids- eller rom-endringshastighet av overhøyden og sideakselerasjonen er innrettet til å måles i vognen, og at korrelasjonen mellom tidsendringshastigheten av akselerasjonen og tids- eller rom-endringshastigheten av overhøyden er innrettet til å dannes, hvorved det fremkommer et korrelasjonssignal som indikerer overgangskurver.

5. Anordning ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at korrelasjonssignalet er innrettet til å styre filtrering av målte størrelser for det formål å eliminere støy etc, og at graden av filtrering er innstillbar, for eksempel ved en indikert banefeil.