NO333436B1 - Fremgangsmate og anordning for aktiv radialkontroll av hjulpar eller hjulsett pa kjoretoy - Google Patents

Fremgangsmate og anordning for aktiv radialkontroll av hjulpar eller hjulsett pa kjoretoy Download PDF

Info

Publication number
NO333436B1
NO333436B1 NO20040357A NO20040357A NO333436B1 NO 333436 B1 NO333436 B1 NO 333436B1 NO 20040357 A NO20040357 A NO 20040357A NO 20040357 A NO20040357 A NO 20040357A NO 333436 B1 NO333436 B1 NO 333436B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
wheel
control
frequency range
vehicle
wheel unit
Prior art date
Application number
NO20040357A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20040357L (no
Inventor
Guenther Himmelstein
Wolfgang Auer
Richard Schneider
Original Assignee
Bombardier Transp Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bombardier Transp Gmbh filed Critical Bombardier Transp Gmbh
Publication of NO20040357L publication Critical patent/NO20040357L/no
Publication of NO333436B1 publication Critical patent/NO333436B1/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL 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
    • B61F5/00Constructional 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
    • B61F5/38Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL 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
    • B61F5/00Constructional 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
    • B61F5/38Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • B61F5/383Adjustment controlled by non-mechanical devices, e.g. scanning trackside elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)

Abstract

Oppfinnelsen relaterer seg til en fremgangsmåte for aktiv styring/kontroll av hjulene (1 1,53,103,108,115) til minst en hjulenhet (8,9,10,51,52) på et understell, spesielt en boggie på et skinnegående kjøretøy, hvorved styrebevegelser blir påtrykt hjulenheten (8,9,10,51,52) og en integrert regulering med styrebevegelser i minst to ikke-identiske frekvensområder blir utført. Første styrebevegelser i et første frekvensområde og andre styrebevegelser i et andre frekvensområde, forskjellig fra det første frekvensområdet blir overlagret og påtrykt hjulenheten (8,9,10,51,52). Oppfinnelsen relaterer seg også til en anordning for å utføre fremgangsmåten.

Description

Oppfinnelsen relaterer seg til en fremgangsmåte og en anordning for aktiv radialstyring av hjulpar eller hjulsett på kjøretøy. Oppfinnelsen er spesielt egnet for, men ikke begrenset til, bruk på skinnegående kjøretøy.
Et antall mekaniske anordninger for kvasistatiske innstilling av hjulpar eller hjulsett, i det etterfølgende felles referert til som hjulenheter, i sporkurver er kjent, hvilke anordninger omfatter passive eller aktive innretninger. I et aktivt styresystem blir hjulenhetene innrettet og fastgjort i samsvar med kurveradiusen. Slike anordninger styrer hjulenheten i et fast forhold til kurveradiusen, og således oppnås utjevning av summene av de tverrgående kreftene som virker på hjulenhetene til et understell eller et kjøretøy, for høyst i et begrenset område. Disse arrangementene er tilordnet en ulempe ved at kjørestabiliteten ikke er noe bedre enn den er i konvensjonelle understell med stiv longitudinal føring av hjulenhetene; og i det beste er resultatene ikke verre. Videre, blir mekaniske anordninger, for eksempel rullestabilisator eller friksjonsdreiemomentforhindrende brukt for å sikre kjørestabilitet. Slik mekaniske anordninger kan bare være et kompromiss mellom evnen til å håndtere kurver og kjørestabilitet, og generelt uttalt resulterer de i en eksitasjon av strukturell oscillasjon i vognlegemet. Ofte er det nødvendig med ytterligere dempende elementer i hjulenheten.
EP-0785123B1 beskriver en fremgangsmåte for å tilveiebringe og behandle data for sporingen av understell omfattende individuelle hjulenheter. I en fremgangsmåte beskrevet der blir dreiebevegelsen til understellet scannet med null kraft som en vinkel, vinkelhastighet eller vinkelakselerasjon, ved hjelp av vinkelsensorer; og den målte verdien eller verdiene blir delt i deres frekvensfraksjoner; og bevegelser som springer frem fra frekvensspektra blir detektert som for støy, i samsvar med amplitude, frekvens og faseposisjon; og etter rotasjon 180° og behandling blir vektoren eller vektorene identifisert på denne måten matet til et styre eller reguleringssystem som informasjon for å endre innstillingsvinkelen til understellet; og styrings- eller reguleringssystemet eliminerer de forstyrrende bevegelseskomponentene fra understellets bevegelse. Oppfinnelsen tar ikke hensyn til tverrgående krefter mellom hjulparet eller hjulsettet og sporet.
Fra EP-0374290B1 er det kjent et skinnegående kjøretøy som på begge sider langs den longitudinale aksen til kjøretøyet omfatter et spesifiserbar antall individuelle hjul som kan svinges ved styreaksjon. Styring fritt for sporfeil til hvert individuelt hjul i kurvede seksjoner er gjort mulig ved tilveiebirngelsen av en anordning som måler kursen til sporet, hvor anordningen måler avviket til en kjøretøysakse fra kursen til sporet, hvor anordningen, i avhengighet av det målte avviket genererer et styresignal for hvert individuelle hjul uavhengig av det respektive andre hjulet. Foreslåtte anordninger som måler kursen til sporet innbefatter ikke-kontaktende systemer som fungerer på en optoelektronisk eller magnetisk eller elektromagnetisk basis. Oppfinnelsen kan ikke brukes i forbindelse med kjøretøy som omfatter hjulpar eller hjulsett.
Den japanske gruppen av søknader JP A 06199236, JP A 07081564 og JP A 07081565 beskriver innvirkning på bølgekjøringen eller sinusoidal kjøring ved hjelp av hydrauliske aktivatorer mellom boggirammen og hjulsettlagrene. Den er basert på å identifisere frekvensen til bølgekjøringen et spekter av avfølte translasjons vibrasjonene eller giringsvibrasjonene, hvor det kreves minst åtte sensorer for hver boggi, så vel som en utvidet datainnsamling med en påfølgende frekvensanalyse.
En fremgangsmåte i følge ingressen er også kjent fra EP 0870664 A2.
Alle de hittil kjente fremgangsmåtene og anordningene for å innvirke på kjøreegenskapene til hjulenheter er knyttet til ulempen ved at de bare tjener det følgende: 1. i kurver, dvs. under kjøring i sporkurver, til å besørge den korresponderende sporing ved styring, og/eller 2. for å bestemme frekvensen til bølgekjøringen og til å innvirke på denne med den samme frekvensen, en prosess som krever Fourier-transformasjon hvilket betyr knapp tid i forhold til hurtigendrende profilparametere i hjul-skinne-kontakten, men ved at de ikke har noen stabiliserende virkning på hjulsettet eller hjulparet med tanke på sanntidsreaksjon på den løpende belastningssituasjonen og bevegelsessituasjonen, hvilke situasjoner kan endre seg hurtig. På en rett linje av spor bidrar disse tiltakene i beste fall i liten grad til forbedret sporing.
Det er således et formål med oppfinnelsen å overkomme de beskrevne ulempene ved teknikkens stand, og spesielt å foreslå en fremgangsmåte og en anordning for aktiv radiell kontroll av hjulenheter på kjøretøy, hvor den nevnte fremgangsmåten og anordningen sikrer en trygg og komfortabel lavslitasjeføring av kjøretøyet, spesielt når kjøretøyet forflytter seg rett frem, også når kjøretøyet forflytter seg i kurver. Videre er det et formål med oppfinnelsen å umiddelbart eliminere uønskede interferensbevegelser på hjulene ved hjelp av egnede stabiliseringsinnretninger, uten at det krever utstrakt datainnsamling for en frekvensanalyse hvilket ville ødelegge sanntidseffekten. Hjul som ruller uten interferens på sporene er stillegående. Videre blir slitasje på hjulene og skinnene redusert.
Dette formålet oppnås med en fremgangsmåte i samsvar med trekkene i patentkrav 1, og en anordning i samsvar med trekkene i patentkrav 16.
Hensiktsmessige utførelser og forbedringer av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige kravene.
Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for aktiv radialkontroll av hjulene til minst en hjulenhet på understell omfatter en integrert kontroll som, i minst to ikke-identiske frekvensområder, påtrykker kontrollbevegelser til hjulenheten - i tilfelle med boggier fortrinnsvis helt innenfor understellet, dvs. uten effektiv mekanisk forbindelse med vognlegemet. I denne prosessen blir første kontrollbevegelser i et første frekvensområde, og andre kontrollbevegelser i et andre frekvensområde, forskjellig fra det første frekvensområdet, overlagret og påtrykt hjulenheten.
Kontrollen eller styringen av kjørestabiliteten til kjøretøyet finner fortrinnsvis sted som et resultat av kontroll eller styrebevegelsene i det andre frekvensområdet.
Anordningen i samsvar med oppfinnelsen, for aktiv radialkontroll av minst en hjulenhet til et kjøretøy, hvilken hjulenhet kan være anordnet i en boggie eller lignende, omfatter minst en aktiveringsanordning som er forbundet med hjulenheten for påtrykking av kontrollbevegelser på hjulenheten, og en kontroll eller styreanordning forbundet med aktiveringsanordningen, for å kontrollere/styre aktiveringsanordningen. Spesielt blir aktiveringsanordningen brukt for å påtrykke hjulenheten en rotasjonsbevegelse om den vertikale aksen, og i tillegg eller som et alternativ, en translasjonsbevegelse i den tverrgående retningen. I samsvar med oppfinnelsen er styre/kontrollanordningen anordnet for å styre/kontrollere aktiveringsanordningen til å påtrykke hjulenheten, i et første frekvensområde, første kontroll/styrebevegelser for å generere kvasistatiske bevegelser av hjulenheten som korresponderer med krumningsradiusen til et sporsegment som det løpende kjøres langs. For formålet å kontrollere/styre aktiveringsanordningen på samme måte som en stabilitetskontrollanordning er videre kontroll/styreanordningen anordnet for å påtrykke hjulenheten, i et andre frekvensområde, som skiller seg fra det første området, andre kontroll/styrebevegelser overlagret de første kontroll/styrebevegelsene, hvilke andre kontrollbevegelser tjener til å generere bevegelser av hjulenheten for formålet å stabilisere kjøreegenskapene til hjulet.
Aktiveringsanordningen, som kan være en enkelt aktiveringsdrivanordning, genererer med andre ord bevegelser og krefter i samsvar med spesifikasjonene til kontroll/styreanordningen, og bevirker således en rotasjon av hjulenheten, dvs. av et hjulpar eller hjulsett, om den vertikale aksen og, i tillegg eller alternativt, en translasjonsbevegelse av hjulenheten i den tverrgående retningen. I samsvar med oppfinnelsen er aktiveringsanordningen, for eksempel aktiveringsdrivinnretningen, anordnet til å generere kvasistatiske bevegelser og krefter som korresponderer med krumningsradiusen til et sporsegment som skal gjennomkjøres, for eksempel en sporkurve, og til å overlagre bevegelser og krefter av annen frekvens, vanligvis høyere frekvens, for å stabilisere kjøreegenskapene til kjøretøyet, både når kjøretøyet forflytter seg langs en kurve og når det forflytter seg langs en rett sporseksjon. God innstilling av de tverrgående kreftene og spesielt effektiv stabilisering kan oppnås dersom flere, fortrinnsvis alle, hjulenhetene til kjøretøyet blir styrt/kontrollert ved hjelp av radialkontrollen i samsvar med oppfinnelsen.
Det må forstås at frekvensen til de første og andre styrebevegelsene ikke er faste, gitte frekvenser, men i tilfelle frekvenser som endrer seg over tid, hvor frekvensen grunnleggende er spesifisert av den løpende bevegelsestilstanden til kjøretøyet, spesielt av den løpende hastigheten til kjøretøyet og sporseksjonen som kjøretøyet i øyeblikket beveger seg langs.
I fordelaktige varianter av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter det andre frekvensområdet frekvenser som er minst delvis høyere enn frekvensene fra det første frekvensområdet. Det andre frekvensområdet er fortrinnsvis over det første frekvensområdet. Det andre frekvensområdet fortsetter videre fortrinnsvis fra det første frekvensområdet. Foretrukne størrelser for det første frekvensområdet er mellom 0 Hz og 3 Hz, mens det andre frekvensområdet er mellom 0 Hz og 10 Hz, fortrinnsvis mellom 3 Hz og 10 Hz.
Oppfinnelsen tilveiebringer en fordel ved at den sikrer den nøyaktige innstillingen av hjulenheter i sporkurver ved at summen av de tverrgående kreftene som blir overført under hjul/skinnekontakten er den samme for alle hjulenhetene på en boggie under alle driftsforhold. På denne måten kan med andre ord den respektive resultanten av de tverrgående kreftene som virker på det respektive hjulsettet bli innstilt slik at resultantene som virker på de individuelle hjulenhetene til boggien i hovedsaken er den samme, i hvertfall i den grad størrelse gjelder.
Videre sikres kjørestabiliteten til alle hjulenhetene, både langs rettlinjede seksjoner og lange kurvede sporseksjoner. I kurvede sporseksjoner er innstillingen også mulig i tilfellet med svært vesentlige traksjonskrefter og ufordelaktige hjul-skinneparametere. Fordelaktige varianter av oppfinnelsen tilveiebringer således at kontroll/styrebevegelsene i det første frekvensområdet i seksjon av det kurvede sporet å resultere i en kvasistatisk innstilling av hjulene til hjulenheten slik at utjevning av summene til de tverrgående kreftene som virker på hjulene til hjulenhetene til understellet finner sted. Med andre ord, i hvert tilfelle hvor en tverrgående kraftresultant virker på hver hjulenhet, vil størrelsen på den tverrgående kraftresultanten korrespondere med minst hovedsakelig størrelsen til de tverrgående kraftresultantene som virker på de andre hjulenhetene.
Oppfinnelsen tilveiebringer en ytterligere fordel ved at den gjør det mulig, ved hjelp av respektive innstillinger og algoritmer, å oppnå spesiell tverrgående kraftfordeling blant hjulenhetene og/eller fremkalle spesielle slitasjeforhold mellom hjul og skinne på hjulenhetene til understellet eller kjøretøyet, for å optimalt tilpasse kjøreegenskapene, for eksempel til spesifikke driftsforhold og/eller vedlikeholdsforhold. Det er således mulig å frembringe en målrettet fordeling av slitasje for det individuelle hjulet, dvs. å fremkalle et spesifisert slitasjemønster for å kunne styre/kontrollere utviklingen av hjulstreksporprofilparingen. Ytterligere foretrukne utførelser av fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen tilveiebringer således en kvasistatisk innstilling av hjulene på hjulenheten til å finne sted under forflytning langs krumme sporseksjoner som et resultat av kontroll/styrebevegelsene i det første frekvensområdet slik at fordeling av de tverrgående kreftene som virker på hjulene til hjulenhetene til boggiene resulterer i fordeling av kjøreoppførselen som er tilpasset spesifiserbare drifts- og vedlikeholdsforhold.
I tillegg er diagnose av den korrekte funksjonen til alle komponentene til en anordning som virker i samsvar med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen mulig ved hjelp av å overvåke kjørestabiliteten og innstillingen av den respektive hjulenheten. Foretrukne varianter av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er karakterisert ved at kontroll/styring av kjørestabiliteten til kjøretøyet finner sted som et resultat av de andre styrebevegelsene i det andre frekvensområdet. Dette finner fortrinnsvis sted ved at under styring/kontroll, fra de målte momentane verdiene til en eller flere tilstandsvariabler til systemet, blir en representasjon av den momentane tilstanden til det mekaniske systemet bestemt, for eksempel i form av en korresponderende stabilitetsmatrise. Variasjonsmulighetene til aktiveringsanordningene som genererer styrer/kontrollbevegelsene blir det selvsagt også tatt hensyn til. Blant andre ting innbefatter tilstandsvariabler hastigheten og akselerasjon til hjulenheten i den tverrgående retningen, dvs. i retningen på tvers av den longitudinale retningen til kjøretøyet, så vel som hastigheten og akselerasjon til hjulenheten om den vertikale aksen.
Ved hjelp av passende matematiske algoritmer blir denne representasjonen av den momentane tilstanden til det mekaniske systemet undersøkt med hensyn på stabilitet. I tilfellet med ustabilitet, blir de variable parameterne til systembeskrivelsen som stammer fra aktiveringsanordningene variert på en passende måte slik at, eller inntil, et stabilt system blir tilveiebragt. De "stabile" momentanverdiene til de variable parameterne som stammer fra aktiveringsanordningene og som har blitt tilveiebragt på denne måten blir også brukt til å generere styre/kontrollsignalene for den respektive aktiveringsanordningen for å tilveiebringe en stabil systemtilstand ved hjelp av aktiveringsanordningene. I motsetning til kjente systemer for stabilitetskontroll/styring hvorved målte verdier må bli tilveiebragt over en utvidet tidsperiode, og hvorved en analyse av disse målte sekvensene (for eksempel ved hjelp av Fourier-transformasjon) er nødvendig, sikrer dette, hurtig direkte og effektiv stabilisering av systemet.
Løsningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen unngår således behovet for mekaniske stabiliseringsanordninger mellom boggien og vognlegemet for å innvirke på kjøringsoppførselen, slik som for eksempel rullestabilisatorer eller friksjondreiemomentforhindrende anordninger. Videre er det heller ikke noe behov for dempeelementer i koblingen av hjulenhetene, spesielt i koblingsleddene. Minimalisering av støtvinkelen og således sporbelastningen, og minimalisering eller optimalisering av slitasje på hjul og skinner er ytterligere fordeler ved oppfinnelsen. Stabil kjørekarakteristika til kjøretøyet over hele hastighetsområdet oppnås, selv ved høye hastigheter. Fraværet av koblingsledd mellom hjulenhetene og til vognlegemet resulterer ikke bare i en enklere mekanisk design, men også i fraværet av noen transmisjon av strukturbåret støy og vibrasjon som vanligvis er knyttet til disse koblingselementene.
I et kjøretøy hvis understell omfatter en boggie er fortrinnsvis det integrerte kontroll/styresystemet designet slik at det arbeider på innsiden av understellet uten effektiv mekanisk forbindelse med vognlegemet og ikke bare å tilveiebringe en enklere mekanisk design, men også å forhindre transmisjonen av strukturbåret støy og vibrasjoner gjennom koblingselementene til vognlegemet, som allerede nevnt. Det må forstås at anordningen for signalbehandling eller lignende selvfølgelig kan være anordnet i eller på vognlegemet; og i dette tilfellet kan anordningen for signalbehandling være forbundet med elementene til aktiveringsanordningen kun ved hjelp av korresponderende styreledninger slik som kabler eller lignende.
Fordelaktige varianter av fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer at styre/kontrollsystemet styrer minst en hurtigreagerende aktiveringsanordning, for eksempel en hurtigreagerende aktiveringsdrivanordning, som innstiller vinkelposisjonen til hjulenheten i forhold til understellrammen eller vognlegemet, for eksempel for å oppnå optimal radiell flukting av hjulenheten i relasjon til en sporkurve.
Ytterligere foretrukne varianter tilveiebringer for styrebevegelsene som regulerer den relative vinkelen mellom ytre hjulenheter til et kjøretøy som omfatter minst to hjulenheter for å kunne være i stand til å oppnå optimal flukting av hjulenhetene til kjøretøyet, for eksempel i sporkurven.
I prinsippet kan hvilke som helst innmatingsmengder som individuelt eller i kombinasjon gjør det mulig å trekke konklusjoner om den løpende tilstanden, spesielt om den løpende bevegelsestilstanden til kjøretøyet og/eller hjulenheten, bli brukt for kontroll/styreformål. Styring av friksjonen til hjulenheten finner fortrinnsvis sted i avhengighet av kurveradius og/eller forflytningshastighet og/eller balansert tverrgående akselerasjon og/eller friksjonskoeffisienten og/eller profilparameterne mellom hjul og skinne.
Ytterligere foretrukket blir det følgende benyttet for kontroll/styrefremgangsmåten: den bestemte tverrgående forflytningen av minst en hjulenhet i forhold til boggierammen eller vognlegemet, eller den bestemte giringsvinkelen til minst en hjulenhet i forhold til boggierammen eller vognlegemet. Likeledes, i tillegg eller som et alternativ, kan den bestemte aktiveringsavstanden eller aktiveringsvinkelen til minst en aktiveringsanordning, eller de bestemte aktiveringskreftene til minst en aktiveringsanordning bli brukt. Tilsvarende kan den bestemte forflytningshastigheten, den bestemte hastigheten eller akselerasjonen til hjulenheten i tverrgående retning eller den bestemte giringshastigheten eller giringsakselerasjon til hjulenheten bli brukt. Sluttelig, i tillegg eller som et alternativ, kan kurveradius til forflytningsbanen bli brukt.
I prinsippet kan aktiveringsanordningen være designet etter ønske for å oppnå de respektive kontroll/styrebevegelsene. Grunnleggende kan den være tilveiebragt for de første og andre styrebevegelsene og genereres av en enkelt aktiveringsanordning. Det må da bare være sikret at aktiveringsanordningen er designet slik at den reagerer tilstrekkelig hurtig for å generere de andre styrebevegelsene i det andre frekvensområdet. Det må selvfølgelig også forstås at forskjellige aktiveringsanordninger kan være tilveiebragt for å generere de første og andre styringsbevegelsene. Aktiveringsanordningen er fortrinnsvis designet som en elektrisk, hydraulisk eller pneumatisk aktiveringsdrivinnretning.
I prinsippet kan antallet og arrangementene av leveringsanordningene være valgt etter ønske. Det er bare nødvendig å sikre at de korresponderende styrebevegelsene kan genereres på pålitelig måte. I foretrukne varianter av anordningen i henhold til oppfinnelsen er det tilveiebragt minst en aktiveringsanordning for hvert hjul til en hjulenhet og i tillegg eller som alternativ, for hvert hjullager til hjulenheten, og videre i tillegg eller som et alternativ, for hver kobling av hjul til hjulenheten.
I prinsippet kan kobling mellom aktiveringsanordningen og hjulenheten være designet etter ønske. I fordelaktige varianter av anordningen i henhold til oppfinnelsen, kan et girarrangement være tilveiebragt mellom aktiveringsanordningen og hjulet eller hjullageret til hjulenheten for på enkel måte å generere styrebevegelsene eller aktiveringskrefter i den ønskede grad ved hjelp av enkle aktiveringsanordninger.
Handlingen, spesielt den effektive bevegelsen av aktiveringsanordningen, kan være tilpasset til den ønskede styrebevegelsen. Dersom for eksempel en lineær styrebevegelse påkreves eller er ønsket, er det fortrinnsvis tilveiebragt at aktiveringsanordningen har lineær effektiv bevegelse. Dersom imidlertid en roterende styrebevegelse er påkrevd eller ønsket, er det fortrinnsvis tilveiebragt at aktiveringsanordningen har en roterende effektiv bevegelse.
I prinsippet kan arrangementet av aktiveringsanordningen finne sted etter ønske i avhengighet av den ønskede koblingen mellom de individuelle hjulenhetene. For eksempel kan aktiveringsanordningen være anordnet mellom hjulene til forskjellige sider av kjøretøyer, men den kan også være anordnet på en side av kjøretøyet, spesielt mellom hjul på en side av kjøretøyet.
For å kunne sikre pålitelig drift selv om de individuelle aktiveringsanordninger feiler, tilveiebringer foretrukne varianter av anordningen i henhold til oppfinnelsen for kombinasjonen av flere aktiveringsanordninger med det formål å skape overskuddskraft, hvor disse flere aktiveringsanordningene så med fordel tjener til å generere de ene og samme styrebevegelsene og er i stand til individuelt å generere styrebevegelsene selv om den andre styreanordningen eller styreanordningene har feilet.
Nedenfor er oppfinnelsen forklart mer detaljert ved hjelp av utførelsene som er vist på tegningene. Det følgende er vist skjematisk (ikke i målestokk): Fig. 1 et selvstyrende treakselunderstell eller kjøretøy;
Fig. 2 et toakselunderstell eller kjøretøy; og
Fig. 3 til 7 i hvert tilfelle et hjulpar eller et hjulsett til et understell eller et kjøretøy med aktivt radial kontroll/styring i forskjellige utførelser. Fig. 1 viser et treakselunderstell 1 til et skinnegående kjøretøy, for eksempel en treakselboggie eller tre koblede hjulenheter installert på vognlegemet i form av hjulsett eller hjulpar. Understellet 1 omfatter en boggie eller en bærelegemeramme eller et chassis (ikke vist på tegningen) som omfatter longitudinale og tverrgående bjelker. Ved hjelp av fjærelementer (ikke vist) er hjullagerhus 2 til 7 til de tre hjulenhetene 8,9,10 festet til de longitudinale bjelkene, nemlig hjullagerhus 2,3 for den første hjulenheten 8 (ytre hjulenhet), hjullagerhus 4,5 for den andre hjulenheten 9 (sentrale hjulenhet), og hjullagerhus 6,7 for den tredje hjulenheten 10 (ytre hjulenhet). Hjulenhetene 8,9,10 omfatter hjul 11. Hjulenheten 8, 9,10 kan bli drevet av drivmotorer (ikke vist), for eksempel akselopphengte motorer eller motorer montert på boggierammen.
Hjullagerhuset 2,3,6,7 til de to ytre hjulenhetene 8,10 er bevegbare, blant annet i forflytningsretningen eller mot forflytningsretningen til det skinnegående kjøretøyet, som indikert med toveispiler xl og x2. Hjullagerhusene 4,5 til den sentrale hjulenheten 9 er bevegbare, blant annet perpendikulært på forflytningsretningen til det skinnegående kjøretøyet, som indikert med retningspiler yl ,y2.
I hvert tilfelle er hjullagerhusene 2,3,4,5,6,7 bare koblet på den samme siden av understellet ved hjelp av styreledd roterende spakkonfigurasjoner.
Et skråttstilt styreledd 12 er anordnet mellom en skjøt 13 av en vinkelspak 14 og en skjøt 15 til hjullagerhuset 3. Vinkelspaken 14 omfatter en roterende akse 16 som er fastgjort til rammen, hvor vinkelspaken ved hjelp av skjøt 17 er forbundet via dens andre arm til flaten til hjullageret 5 til den sentrale hjulenheten 9.
Til hjullagerhuset 7 er en roterende spak 18 tilordnet og som omfatter en sentral roterende akse 19 som er fastgjort til rammen, hvor styreleddet 20 som fører til det hjullagrende huset 7 er forbundet med den første skjøten 21 til denne roterende spaken 18 og hvor den andre skjøten 22 til denne roterende spaken 18 er forbundet med et styreledd 23 hvis andre ekstremitet fører til den allerede nevnte skjøten 13 til vinkelspaken 14.
I denne utførelsen har koblingene til de hjullagrende husene 3,5,7 på en side av understellet blitt implementert slik at de er symmetriske i forhold til den longitudinale aksen til det skinnegående kjøretøyet også på de hjullagrende husene 2,4,6 på den andre siden av understellet.
Et skråstilt styreledd 24 er anordnet mellom en skjøt 25 til en vinkelspak 26 og en skjøt 27 til hjullagerhuset 2.
Vinkelspaken 26 omfatter en roterende akse 28 som er fastgjort til rammen og ved hjelp av en skjøt 29 forbundet via dens andre arm til hjullageret 4 til den sentrale hjulenheten 9.
Tilordnet hjullagerhuset 6 er det en roterende spak 30 med en sentral roterende akse 31 som er fastgjort til rammen, hvor styrebjelken 32 som fører til hjullagerhusets 6 er koblet til den første skjøten 33 til denne roterende spaken 30, og hvor den andre skjøten 34 til denne roterende spaken 30 er forbundet med et styreledd 35 hvis andre ekstremitet fører til den allerede nevnte skjøten 25 til vinkelspaken 26.
For å kunne generere den første og andre styre/kontrollbevegelsen på hjulenhetene 8,9 og 10, er det tilveiebragt et antall aktiveringsenheter i form av enkle aktiveringsdrivinnretninger hvis arrangement og virkning er beskrevet nedenfor.
På hjullagerhuset 2 er det anordnet en lineær aktiveringsdrivinnretning 36 som virker i eller mot forflytningsretningen (xl,x2).
På hjullagerhuset 4 er det anordnet en lineær aktiveringsdrivinnretning 37 som virker perpendikulært på forflytningsretningen (yl,y2). Som et alternativ eller i kombinasjon, er en rotasjonsaktiveringsdrivinnretning 38 anordnet på fig. 1, idet de nevnte rotasjonsaktiveringsdrivinnretningene 38 forårsaker rotasjon om rotasjonsaksen 28.
På hjullagerhuset 6 er det anordnet en lineær aktiveringsdrivinnretning 39 som virker i eller mot forflytningsretningen (xl,x2). Som et alternativ eller i kombinasjon, på fig. 1 er det anordnet en lineær aktiveringsdrivinnretning 40 som virker i eller mot forflytningsretningen (xl,x2) på skjøten 33 til den roterende spaken 30, så vel som en rotasjonsaktiveringsdrivinnretning 41. Aktiveringsdrivinnretningen 41 forårsaker rotasjon om rotasjonsaksen 31.
Aktiveringsdrivinnretningene 36 til 41 kan brukes individuelt eller i kombinasjon etter ønske. Kombinering av flere aktiveringsdrivinnretninger 36 til 41 skaper et overskudd slik at, dersom en eller flere av aktiveringsinnretningene 36 til 41 feiler, vil de andre som ikke har feilet minst delvis overta den eller deres funksjon.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter en integrert regulering som finner sted i det indre av understellet, dvs. uten effektiv mekanisk forbindelse med vognlegemet, samtidig eller integrert i minst to frekvensområder.
I et første frekvensområde finner kvasistatisk innstilling av hjulenhetene 8,9,10 i sporkurven sted ved utjevning av summene av de tverrgående kreftene som virker på hjulenhetene 8,9,10 til understellet eller kjøretøyet. Med andre ord virker en tverrgående kraftresultant på hver hjulenhet, hvor den nevnte tverrgående kraftresultanten i hovedsaken korresponderer med de tverrgående kraftresultantene på de andre hjulenhetene, minst i den grad det gjelder kraftmengde.
I et andre frekvensområde finner kontroll/styring av kjørestabiliteten sted som allerede beskrevet ovenfor.
Fra målte momentanverdier av en eller flere tilstandsvariabler hvilket skal spesifiseres mer detaljert nedenfor, til systemet, bestemmes således en representasjon av den løpende tilstanden til det mekaniske systemet. Dette finner for eksempel sted i form av en korresponderende stabilitetsmatrise. Denne matrisen blir påvirket av de ikke-foranderlige mekaniske parameterne til de elementene av systemet som ikke kan styres aktivt, slik som for eksempel fjærer etc. Likeledes blir de variable parametrene til aktiveringsdrivinnretningene også brukt i bestemmelsen av denne matrisen.
Ved hjelp av egnede matematiske algoritmer blir denne løpende stabilitetsmatrisen undersøkt vedrørende stabilitet. Dersom den er ustabil, blir de aktive påvirkbare variable parameterne til systembeskrivelsen som stammer fra de aktiverende drivinnretningene endret på passende måte slik at, eller inntil, en stabil stabilitetsmatrise er resultatet, dvs. et stabilt system er resultatet. De "stabile" momentanverdiene tilveiebragt på denne måten for de variable parameterne som stammer fra aktiveringsdrivinnretningene blir så brukt for å generere styresignalene for den respektive aktiveringsdrivinnretningen. På denne måten kan en stabiltilstand besørges hurtig, enkelt og effektivt ved hjelp av aktiveringsdrivinnretningene. I motsetning til kjente fremgangsmåter for stabilitetskontroll/styring krever dette ikke noe søk av målte verdier over en utvidet tidsperiode og ingen analyse av disse målsekvensene (for eksempel ved hjelp av Fourier-transformasjon), hvilket søk bare ville tillate forsinket reaksjon på den løpende bevegelsestilstanden til systemet.
Blant andre variabler danner hastigheten og akselerasjonen til hjulenheten i den tverrgående retningen, dvs. tverrgående til den longitudinale retningen til kjøretøyet, så vel som hastigheten og akselerasjon til hjulenheten om den vertikale aksen, del av de ovenfornevnte tilstandsvariablene. I avhengighet av det valgte styrekonseptet blir minst en av disse målte tilstandsvariablene eller en kombinasjon av disse målte tilstandsvariablene brukt for stabilitetsstyring som beskrevet ovenfor.
Det andre frekvensområdet omfatter frekvenser som er minst delvis høyere enn frekvensene fra det første frekvensområdet. Denne kontroll/styring styrer hurtigreagerende aktiveringsdrivinnretninger 36 til 41 som innstiller vinkelposisjonen til hjulenhetene 8 og 10 eller den tverrgående forskyvningen av hjulenheten 9 i forhold til rammen.
I denne utførelsen blir den relative vinkelen mellom de ytre hjulenhetene 8,10 så vel som den tverrgående forskyvningen til den sentrale hjulenheten 9 styrt/kontrollert.
Som et alternativ eller i kombinasjon til dette, kan den absolutte vinkelen eller vinklene til en eller flere og/eller alle hjulenhetene 8,9,10 bli styrt/kontrollert i relasjon til et løpende understell eller vognlegeme.
I denne utførelsen finner regulering av den kvasistatiske innstillingen av den respektive hjulenheten 8,9,10 sted i avhengighet bare av kurveradiusen til sporsegmentet hvorpå det skinnegående kjøretøyet løpende forflytter seg. Kurveradiusen blir bestemt ved hjelp av målesignaler fra korresponderende sensorer, for eksempel tverrgående akselerasjonssensorer og/eller roterende akselerasjonssensorer, roterende hastighetssensorer og/eller tverrgående hastighetssensorer.
Som et alternativ til dette, kan kontroll/styring av posisjonen til den respektive hjulenheten 8,9,10 finne sted i avhengighet av krumningsradiusen, forflytningshastighet, ubalansert tverrgående akselerasjon, friksjonskoeffisient og/eller profilparametere mellom hjulet 11 og skinnen. Bestemmelse av disse verdier utføres likeså med korresponderende sensorer.
Det følgende kan for eksempel brukes for fremgangsmåten: tverrgående forflytning av hver hjulenhet 8,9,10 i forhold til rammen; giringsvinkelen til hver hjulenhet 8,9,10 i forhold til rammen; aktiveringsdistansen eller aktiveringsvinkelen til aktiveringsinnretningene 36 til 41; aktiveringskreftene eller aktiveringsmomenter til aktiveringsdrivinnretningene 36 til 41. Den (absolutte) hastigheten eller (absolutte) akselerasjon til hjulenheten i tverrgående retning; den (absolutte) giringshastigheten eller den (absolutte) giringsakselerasjonen til hjulenheten; og/eller krumningsradiusen; hvor verdiene ovenfor har blitt tilveiebragt av korresponderende sensorer, for eksempel tverrgående akselerasjonssensorer og/eller roterende akselerasjonssensorer, roterende hastighetssensorer og/eller tverrgående hastighetssensorer.
For dette formålet er det ikke noe behov for en frekvensanalyse av bevegelsene til hjulparene eller hjulsettene; og følgelig finner ingen frekvensanalyse sted.
Anordningen i henhold til oppfinnelsen omfatter en styre/kontrollanordning (ikke vist) på fig. 1) hvor styreanordningen er forbundet med de respektive styreinngangsportene til aktiveringsdrivinnretningene 36 til 41. Dette blir brukt både for kvasistatisk innstilling og for stabilitetsstyring av hjulenhetene 8,9,10 til det skinnegående kjøretøyet som omfatter minst to, i denne utførelsen tre hjulenheter 8,9,10 eller av en boggie på et skinnegående kjøretøy som omfatter minst to hjulenheter.
Aktiveringsdrivinnretningene 36 til 41 genererer første styrebevegelser i form av kvasistatiske vandringer og krefter som korresponderer med krumningsradiusen til et sporsegment som en forflytter seg langs, for eksempel en sporkurve, og overlagre andre styrebevegelser i form av vandringene og krefter med høyere frekvens for stabilisering av kjøreegenskapene til kjøretøyet, både når kjøretøyet forflytter seg langs en kurve og når det forflytter seg langs en rett sporseksjon.
Aktiveringsdrivinnretningene 36 til 41 genererer vandringer og krefter som korresponderer med spesifikasjonene til styreanordningen.
Aktiveringsdrivinnretningene 36 til 41 forårsaker rotasjon av hjulenhetene 8,10 om den vertikale aksen og/eller translasjonsbevegelse av hjulenheten 9 i tverrgående retning.
Generering av kraft i aktiveringsdrivinnretningene 36 til 41 finner sted elektrisk, hydraulisk, pneumatisk eller ved hjelp av en kombinasjon av disse måtene.
Som vist i denne utførelsen, er det på en side av understellet tilveiebragt minst en aktiveringsdrivinnretning 36 til 41 for hvert hjul 11 eller hjullager til hjulenheten 8,9,10.
En aktiveringsdirvinnretning 36 til 41 virker på minst to hjul som er koblet til hverandre. Koblingen kan være anordnet mellom et hjul 11 og et ytterligere hjul 11 av den samme hjulenheten 8,9,10 som vist i denne utførelsen, eller koblingen kan være anordnet på hjulet til en annen hjulenhet på den samme siden av kjøretøyet eller på den motsatte siden av kjøretøyet.
Transmisjon av kraften eller momentet til aktiveringsdrivinnretningene 36 til 41 skjer direkte eller ved hjelp av en mellomliggende girenhet.
I denne utførelsen er den effektive bevegelsen til aktiveringsdrivinnretningene 36,37,39,40 lineær. Aktiveringsdrivinnretningene 36,37,39,40 kan samtidig utføre funksjonen til en styrekobling. De virker i tillegg til en hvilken som helst passiv kobling som måtte være innlemmet, og er forbundet med slik passiv kobling ved hjelp av spaker eller styregir.
Som et alternativ til dette, kan aktiveringsinnretningen ha en roterende virkning, hvilket er tilfellet i utførelsen av aktiveringsinnretningene 38,41.1 dette tilfellet kan den samtidig utføre funksjonen til et dreielager. Den virker i tillegg på en hvilken som helst passiv kobling som kan være innlemmet, og er forbundet med slik passiv kobling ved hjelp av spaker eller styregir eller ved hjelp av en roterende kobling.
Fig. 2 viser understellet til et skinnegående motorkjøretøy. En boggieramme eller bærerlegemeramme 50, to hjulenheter 51, 52, med hjul 53 og hjullagerhus 54 til 57 er vist. Hjulenhetene 51 eller 52 holdes i lageret for å være radielt kontrolledbare eller styrbare ved hjelp av en roterende aksel 58, roterende spaker 59,60 og styrekoblinger 61 og er forbundet med rammen 50 ved hjelp av primære fjærelementer 62.
Aktiveringsdrivinnretninger 63 til 65 genererer første styrebevegelser i form av kvasistatiske vandringer og krefter som korresponderer med krumningsradiusen til et sporsegment som en forflytter seg langs, for eksempel sporkurver, og overlagrer andre styrebevegelser i form av vandringer og krefter med høyfrekvens for å stabilisere kjøreegenskapene til kjøretøyet, både når kjøretøyet forflytter seg langs en kurve og når det forflyttes langs en rett sporseksjon.
Aktiveringsdrivinnretningene 63 til 65 genererer vandringer og krefter i samsvar med spesifikasjonene til en forbundet styreanordning i samsvar med oppfinnelsen (ikke vist på fig. 2).
Aktiveringsdrivinnretningene 63 til 65 forårsaker rotasjon av hjulenheten 51,52 i den vertikale aksen.
Generering av kraft i aktiveringsdrivinnretningene 63 til 65 finner sted elektrisk, hydraulisk, pneumatisk eller ved hjelp av en kombinasjon av disse måtene.
I denne utførelsen virker for eksempel aktiveringsdrivinnretningene 63 til 65 på både hjulenhetene 51,52, siden hjulenhetene 51, 52 er koblet ved hjelp av den roterende akselen 58, de roterende spakene 59,60 og styrekoblingene 61. Den lineære aktiveringsdrivinnretningen 63 er anordnet på et punkt av skjøten 66 til den roterende spaken 59. Den lineære aktiveringsdrivinnretningen 64 er anordnet på hjullagerhuset 56 til hjulenheten 52. Den roterende aktiveringsdrivinnretningen 65 er anordnet på den roterende spaken 59 og forårsaker rotasjon om en horisontalt fluktende rotasjonsakse 67.
En, flere eller alle aktiveringsdrivinnretningene 63 til 65 kan være tilveiebragt. Dersom flere av aktiveringsdrivinnretningene 63 til 65 blir brukt, kan det tenkes at visse aktiveringsdrivinnretninger blir brukt til å generere de første aktiveringsbevegelsene, med andre ord den kvasistatiske innstillingen av hjulenheten i samsvar med sporkurven, (dvs. generelt i det nedre frekvensområdet) mens andre blir brukt for å generere de andre styrebevegelsene, med andre ord stabilitetsstyringen (dvs. generelt i det høye frekvensområdet).
Kombinering av flere aktiveringsdirvinnretninger 63 til 65 skaper en ledig kapasitet så at man dersom en eller flere av aktiveringsdrivinnretningene 63 til 65 feiler, vil de andre som ikke har feilet minst delvis overta dens eller deres funksjon.
Den roterende akselen 58 kan utelates; og isteden, i dette tilfellet, er minst en aktiveringsdrivinnretning av typen 63 til 65 anordnet på hver side.
I et første frekvensområde finner kvasistatisk innstilling av hjulenhetene 51,52 i sporkurven sted ved hjelp av utjevning av summene til de tverrgående kreftene som virker på hjulparene eller hjulsettene 51,52 til understellet til kjøretøyet. Med andre ord oppnås en tverrgående resultantkraft som virker på hver hjulenhet, hvor den tverrgående resultantkraften korresponderer med de tverrgående resultantkreftene og de andre hjulenhetene, minst i den grad det gjelder mengden eller størrelsen.
I et andre frekvensområde finner styring av kjørestabiliteten sted som beskrevet ovenfor. Det andre frekvensområdet omfatter frekvenser som minst delvis er høyere enn frekvenser fra det første frekvensområdet. Styreanordningen som dette styre- eller kontrollsystemet er implementert med driver de hurtigreagerende aktiveringsdrivinnretningene 63 til 65 som innstiller vinkelposisjonen til hjulenhetene 51, 52 i forhold til rammen.
I denne utførelsen blir den relative vinkelen mellom hjulenhetene 51,52 styrt. Styring av den kvasistatiske innstillingen av den respektive hjulenheten 51,52 i denne utførelsen finner også sted eksklusivt i avhengighet av kurveradiusen til sporsegmentene hvorpå det skinnegående kjøretøyet løpende forflytter seg.
Fig. 3 og 4 viser hver individuelle hjulenheter av understell eller kjøretøy med aktiv radialkontroll eller styring og forskjellige arrangementsvalg for en eller flere aktiveringsdrivinnretninger 68 til 76.
På fig. 3 er den lineære aktiveringsdrivinnretningen 68 anordnet på et hjullagerhus 77. Den lineære aktiveringsdrivinnretningen 69 er anordnet på en skjøt 78 ved enden av en styrebjelke 79. Skjøten 78 er samtidig forbundet med hjullagerhuset 77 ved hjelp av en styrekobling 80. Styrekoblingen 80 er dreibart holdt på en vertikal rotasjonsakse 81 som krysser senterlinjen til kjøretøyet. Den lineære aktiveringsdirvinnretningen 70 er anordnet på en skjøt 82 som også er anordnet på styrebjelken 79, utenfor den roterende aksen 81. Den roterende aktiveringsdirvinnretningen 71 er anordnet på dreiepunktet 81 til styrebjelken 79. Den roterende aktiveringsdrivinnretningen 72 er forbundet med en skjøt 85 av styrebjelken 79 utenfor rotasjonsaksen 81 ved hjelp av en rotasjonsspak 83 og en styrekobling 84. Styrebjelken 79 er forbundet med et hjullagerhus 88 ved hjelp av en skjøt 86, anordnet ved enden av styrebjelken 79, og ved hjelp av en styrekobling 87 festet til skjøten 86.
Som en skjøt 89 med en del av en vinkelspak 90 og en styrekobling 91 virker den lineære aktiveringsdirvinnretningen 73 (fig. 4), som virker i forflytningsretningen, på et hjullagerhus 92. Vinkelspaken 90 holdes på en horisontal rotasjonsakse 93 som er koplet til en rotasjonsaktiveringsdrivinnretning 76. De lineære aktiveringsdrivinnretningene 74,75 virker parallelt på en styrebjelke 94. Dette finner sted ved hjelp av en skjøt 95 på styrebjelken 94 eller ved hjelp av en skjøt 96 på en del av en vinkelspak 97. Vinkelspaken 97 holdes på en vertikal rotasjonsakse 98 og dens andre ende er den forbundet med et hjullagerhus 100 ved hjelp av en skjøt og en styringskobling 99. Disse aktiveringsdrivinnretningene 73 til 76 kan også brukes individuelt eller i kombinasjon for økt ledig kapasitet.
Fig. 5 til 7 viser individuelle hjulenheter til et understell eller et kjøretøy, i hvert tilfelle med en aktiveringsdirvinnretning 101,102.
På fig. 5 utfører den roterende aktiveringsdirvinnretningen 101 samtidig funksjonen å koble de to hjulene 103 ved hjelp av: korresponderende skjøter 104; roterende aksler 105, som i begge ender har en vinkel på 90° og som holdes slik at de er roterbare om deres longitudinale akse; styringskoblinger 106; og hjullagerhus 107. Aktiveringsdrivinnretningen 101 setter således samtidig begge hjulene 103 i samsvar med stabilitetsstyringen og forårsake rotasjon av hjulene 103 om den vertikale aksen. Med andre ord genererer aktiveringsdrivinnretningen 101 samtidig de første og andre styringsbevegelsene.
På fig. 6 er to hjul 108 med deres tilordnede hjullagerhus 109 koblet ved hjelp av: styringskoblinger 110, skjøter 111 og en roterende aksel 112, som i begge ender har en vinkel på 90° i motsatte retninger og som holdes for å være roterbar i dens longitudinale akse. Rotasjonsaktiveringsanordningen 102 som lar rotasjonsakselen 112 rotere om dens longitudinale akse og således lar hjulene 108 rotere om den vertikale aksen, er anordnet mellom de vinklede endene til rotasjonsakselen 112 ved hjelp av en skjøt 113 og en styringskobling 114.
Både i versjonen i samsvar med fig. 5 og i versjonen i samsvar med fig. 6 kan aktiveringsdrivinnretningene 101,102 være anordnet omtrent i midten mellom hjulene 103,108. Den optimale installasjonslokaliseringen avhenger av romkravet og vektfordelingen til de individuelle komponentene.
Fig. 7 viser en ytterligere versjon av en individuell hjulenhet med koblede hjul 115. Kobling er tilveiebragt ved hjelp av hjullagerhus 116, styrekoblinger 117,118,119 anordnet på disse, skjøter 120 og en roterende aksel 121. Den roterende akselen 121 holdes dreibart om dens longitudinale akse ved hjelp av lageret 122 festet til rammen. Ved endene av den roterende akselen 121 er det anordnet spaker 123 for forbindelse med styrekoblingene 118,119 ved hjelp av skjøter 120. De to styrekoblingene 117,119 er forbundet med en roterende aktiveringsdirvinnretning 124 som forårsaker rotasjon av hjulene 115 om den vertikale aksen. Den roterende aktiveringsdrivinnretningen 124 kan således være anordnet på siden av rammen.

Claims (26)

1. Fremgangsmåte for aktiv radialkontroll eller styring av hjul (11,53,103,108,115) til minst en hjulenhet (8,9,10,51,52) på et understell, spesielt understell for et skinnegående kjøretøy, hvor - styrebevegelser blir påtrykt hjulenheten (8,9,10,51,52) via minst en aktiveringsanordning (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76,101,102,124), idet en integrert styring med styrebevegelse i minst to ikke-identiske frekvensområder blir utført, hvor - første styrebevegelse i et første frekvensområde, og andre styrebevegelse i et andre frekvensområde, forskjellig fra det første frekvensområdet, blir overlagret og påtrykt hjulenheten (8,9,10,51,52), karakterisert ved at - styringen i det andre frekvensområdet skjer i sanntid, idet - en momentanverdi for minst en tilstandsvariabel som er representativ for den momentane tilstanden til kjøretøyet og/eller hjulenheten (8,9,10,51,52) bestemmes, - fra momentanverdien bestemmes umiddelbart en representasjon av den momentane tilstanden til kjøretøyet og/eller hjulenheten (8,9,10,51,52) og blir analysert for stabilitet, - i tilfelle bestemmelse av en ustabilitet for den momentane tilstanden blir en påkrevd verdi for de foranderlige parametere hos den minst ene aktiveringsanordning (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76, 101, 102, 124) for dannelse av en stabil tilstand bestemt, og - den minst ene aktiveringsanordning (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76, 101, 102,124) blir styrt ved anvendelse av den bestemte verdien til den respektive foranderlige parameter for å danne en stabil tilstand for kjøretøyet og/eller hjulenheten (8,9,10,51,52).
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den integrerte styringen i et kjøretøy med et understell som omfatter en boggie er anordnet til å være effektiv innenfor understellet, uten noen mekanisk effektiv forbindelse med vognlegemet.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert v e d at når den forflytter seg i en kurve vil styrebevegelsene i det første frekvensområdet resultere i en kvasistatisk innstilling av hjulene (11,53,103,108, 115) til hjulenheten (8,9,10,51,52) slik at utjevning av summene av tverrgående krefter som virker på hjulene (11,53,103,108,115) til hjulenhetene (8,9,10,51,52) til understellet finner sted.
4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at det under forflytning gjennom en kurve, resulterer styrebevegelsene i det første frekvensområdet i en kvasistatisk innstilling av hjulene (11,53,103,108,115) til hjulenheten (8,9,10,51,52) slik at fordeling av summene av de tverrgående kreftene som virker på hjulene (11,53,103,108,115) til hjulenhetene (8,9,10,51,52) til understellet resulterer, hvor kjøreoppførselen er tilpasset spesifiserbare drifts- og vedlikeholdsforhold.
5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at en styring av kjørestabiliteten til kjøretøyet finner sted som et resultat av styrebevegelsene i det andre frekvensområdet.
6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5, karakterisert ved at det andre frekvensområdet omfatter frekvenser som i det minste delvis er høyere enn frekvenser fra det første frekvensområdet.
7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert ved at det andre frekvensområdet ligger over det første frekvensområdet.
8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7, karakterisert ved at det andre frekvensområdet fortsetter fra det første frekvensområdet.
9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 8, karakterisert ved at det første frekvensområdet ligger mellom 0 Hz og 3 Hz.
10. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 9, karakterisert ved at det andre frekvensområdet ligger mellom 0 Hz og 10 Hz, fortrinnsvis mellom 3 Hz og 10 Hz.
11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10, karakterisert ved at kontrollen styrer minst en hurtigreagerende aktiveringsanordning (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76, 101, 102, 124) som innstiller vinkelposisjonen til hjulenheten (8,10,51,52) i forhold til en ramme til understellet eller vognlegemet.
12. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 11, karakterisert ved at ved hjelp av styrebevegelsene blir den relative vinkelen mellom ytre hjulenheter (8,10,51,52) til et kjøretøy som omfatter minst to hjulenheter (8,9,10,51,52) styrt.
13. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 12, karakterisert ved at ved hjelp av styrebevegelsene blir den absolutte vinkelen til minst en hjulenhet (8,9,10,51,52) styrt i forhold til en ramme til understellet eller et vognlegeme.
14. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 13, karakterisert ved at styring av posisjonen til hjulenheten (8,9,10,51,52) finner sted i avhengighet av kurveradiusen og/eller forflytningshastigheten og/eller ubalansert tverrgående akselerasjon, og/eller friksjonskoeffisienten og/eller profilparameterne mellom hjul (11,53,103,108,115) og skinne.
15. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 14, karakterisert ved at minst en av det følgende blir brukt i styrefremgangsmåten: den bestemte tverrgående forflytning av minst en hjulenhet (8,9,10,51,52) i forhold til en boggieramme eller et vognlegeme; den bestemte giringsvinkelen til minst en hjulenhet (8,9,10,51,52) i forhold til en boggieramme eller et vognlegeme; den bestemte aktiveringsdistansen eller aktiveringsvinkelen til minst en aktiveringsanordning (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76, 101, 102, 124); de bestemte aktiveringskreftene til minst en aktiveringsanordning (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76, 101, 102,124); den bestemte forflytningshastigheten; den bestemte hastighet eller akselerasjon til hjulenheten (8,9,10,51,52) i tverrgående retning; den bestemte giringshastigheten eller giringsakselerasjon til hjulenheten (8,9,10,51,52); krumningsradiusen til forflytningsbanen.
16. Anordning for aktiv radial kontroll eller styring av minst en hjulenhet (8,9,10,51,52) til et kjøretøy, spesielt for utførelse av fremgangsmåten i henhold til et hvilket som helst av kravene 1 til 15, omfattende: minst en aktiveringsanordning (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76, 101,102,124) forbundet med hjulenheten (8,9,10,51,52) for å påtrykke styrebevegelser på hjulenheten (8,9,10,51,52), spesielt for å påtrykke en roterende bevegelse om den vertikale aksen og/eller en translasjonsbevegelse i den tverrgående retningen; og en styrings- eller kontrollanordning forbundet med aktiveringsanordningen (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76, 101,102,124) for å styre aktiveringsanordningen (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76,101,102,124, idet styreanordningen er anordnet for å kontrollere/styre aktiveringsanordningen (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76,101,102,124) på en slik måte at aktiveringsanordningen (36 til 41, 63 til 65,68 til 76, 101,102,124) - i et første frekvensområde påtrykker første styrebevegelser på hjulenheten (8,9,10,51,52) for generering av kvasistatiske vandringer av hjulenheten (8,9,10,51,52), som korresponderer med kurveradiusen til sporsegmentet som det løpende kjøres langs; og i et andre frekvensområde, som skiller seg fra det første frekvensområde, påtrykker andre styrebevegelser på hjulenheten (8,9,10,51,52) som er overlagret de første styrebevegelsene, for å generere vandringer av hjulenheten (8,9,10,51,52) for å stabilisere kjøreegenskapene til kjøretøyet, karakterisert ved at - styreanordningen for styring av aktiveringsanordningen (36 til 41, 63 til 65,68 til 76, 101, 102, 124) er slik designet at styringen i det andre frekvensområdet skjer i sanntid, idet - en momentanverdi for minst en tilstandsvariabel som er representativ for den momentane tilstanden til kjøretøyet og/eller hjulenheten (8,9,10,51,52) bestemmes, - fra momentanverdien bestemmes umiddelbart en representasjon av den momentane tilstanden til kjøretøyet og/eller hjulenheten (8,9,10,51,52) og blir analysert for stabilitet, - i tilfelle bestemmelse av en ustabilitet for den momentane tilstanden blir en påkrevd verdi for de foranderlige parametere hos den minst ene aktiveringsanordning (36 til 41, 63 til 65,68 til 76,101,102,124) for dannelse av en stabil tilstand bestemt, og - den minst ene aktiveringsanordning (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76, 101, 102,124) blir styrt ved anvendelse av den bestemte verdien til den respektive foranderlige parameter for å danne en stabil tilstand for kjøretøyet og/eller hjulenheten (8,9,10,51,52).
17. Anordning ifølge krav 16, karakterisert ved at aktiveringsanordningen (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76, 101, 102,124) er en elektrisk, hydraulisk eller pneumatisk aktiverende drivinnretning (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76, 101, 102, 124).
18. Anordning ifølge krav 16 eller 17, karakterisert ved at minst en aktiveringsanordning (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76,101,102,124) er tilveiebragt per hjul (11,53,103,108,115) av hjulenheten og/eller per hvert hjullager til hjulenheten (8,9,10,51,52) og/eller per hver kobling av hjul (11,53,103,108,115) av hjulenheten.
19. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 16 til 18, karakterisert ved at minst to hjul (11,103,108,115) er koblet til hverandre.
20. Anordning ifølge krav 19, karakterisert ved at minst to koblede hjul (11,53,103,108,115) tilhører en hjulenhet (8,9,10,51,52) og/eller to koblede hjul tilhører forskjellige hjulenheter, hvor de koblede hjulene er anordnet på den samme siden av kjøretøyet eller på motsatte sider av kjøretøyet.
21. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 16 til 20, karakterisert ved at et girarrangement er tilveiebragt mellom aktiveringsanordningen (36 til 41, 63 til 65, 68 til 76, 101,102,124) og hjulet (11,53,103,108,115) eller et hjullager til hjulenheten (8,9,10,51,52).
22. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 16 til 21, karakterisert ved at aktiveringsanordningen (36,37,39,40,63,64,68 til 70) har en lineær effektiv bevegelse.
23. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 16 til 22, karakterisert ved at aktiveringsanordningen
(38,41,65,71,72,101,102,124) har en roterende effektiv bevegelse.
24. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 16 til 23, karakterisert ved at aktiveringsanordningen (71,101,102) er anordnet mellom hjulene (11,53,103,108, 115) på forskjellige sider av kjøretøyet.
25. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 16 til 24, karakterisert ved at en aktiveringsanordning (36 til 41, 63 til 65, 68,69,72,75,76,124) er anordnet på en side av kjøretøyet, spesielt mellom hjul (11,53,103,108,115) på en side av kjøretøyet.
26. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 16 til 25, karakterisert ved at, med formålet å skaffe overskuddskapasitet, blir flere aktiveringsanordninger (36 til 44) kombinert.
NO20040357A 2001-07-27 2004-01-26 Fremgangsmate og anordning for aktiv radialkontroll av hjulpar eller hjulsett pa kjoretoy NO333436B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10137443A DE10137443A1 (de) 2001-07-27 2001-07-27 Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Radialsteuerung von Radpaaren oder Radsätzen von Fahrzeugen
PCT/EP2002/008436 WO2003010039A2 (de) 2001-07-27 2002-07-29 Verfahren und vorrichtung zur aktiven radialsteuerung von radpaaren oder radsätzen von fahrzeugen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20040357L NO20040357L (no) 2004-03-19
NO333436B1 true NO333436B1 (no) 2013-06-03

Family

ID=7693829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20040357A NO333436B1 (no) 2001-07-27 2004-01-26 Fremgangsmate og anordning for aktiv radialkontroll av hjulpar eller hjulsett pa kjoretoy

Country Status (20)

Country Link
US (1) US7458324B2 (no)
EP (1) EP1412240B1 (no)
JP (1) JP4459617B2 (no)
KR (1) KR100916439B1 (no)
CN (1) CN1325315C (no)
AT (1) ATE459517T1 (no)
AU (1) AU2002339430B2 (no)
CA (1) CA2454390C (no)
CZ (1) CZ2004130A3 (no)
DE (2) DE10137443A1 (no)
DK (1) DK1412240T3 (no)
ES (1) ES2341642T3 (no)
HU (1) HU229434B1 (no)
IL (2) IL160014A0 (no)
NO (1) NO333436B1 (no)
PL (1) PL208479B1 (no)
PT (1) PT1412240E (no)
RU (1) RU2283254C2 (no)
WO (1) WO2003010039A2 (no)
ZA (1) ZA200400554B (no)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100657622B1 (ko) * 2005-07-13 2006-12-14 한국철도기술연구원 철도차량용 조향대차
DE102006025773A1 (de) 2006-05-31 2007-12-06 Bombardier Transportation Gmbh Verfahren zur Regelung eines aktiven Fahrwerks eines Schienenfahrzeugs
JP2010519117A (ja) * 2007-02-22 2010-06-03 セントラル クイーンズランド ユニヴァーシティ 鉄道用操舵台車
CN101868395B (zh) * 2007-09-21 2012-05-30 住友金属工业株式会社 铁道车辆用径向转向架、铁道车辆和连接车辆
KR100916594B1 (ko) * 2007-12-06 2009-09-11 한국철도기술연구원 지렛대작용을 이용한 철도차량용 능동 조향대차
ES2382836T3 (es) * 2008-09-19 2012-06-13 Bombardier Transportation Gmbh Dispositivo verificable de monitorización de vibraciones y método
DE102009041110A1 (de) 2009-09-15 2011-03-24 Bombardier Transportation Gmbh Aktuator mit Mehrfachwirkung
DE102009053801B4 (de) * 2009-11-18 2019-03-21 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Verfahren und Einrichtung zur Zustandsüberwachung wenigstens einen Radsatz aufweisenden Drehgestells eines Schienenfahrzeugs
ES2750362T3 (es) 2013-01-30 2020-03-25 Bombardier Transp Gmbh Tren de rodaje con unidad de rueda dirigida
RU2536300C2 (ru) * 2013-03-05 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина" Рама бесчелюстной тележки тепловоза
CN105946875B (zh) * 2016-05-10 2018-02-09 同济大学 一种轨道列车主动径向系统
NO342037B1 (en) * 2016-11-02 2018-03-19 Autostore Tech As Controlling movements of a robot running on tracks
CN110836205A (zh) * 2019-11-21 2020-02-25 中车青岛四方车辆研究所有限公司 转向架主动径向执行系统及控制方法
DE102020206252A1 (de) * 2020-05-18 2021-11-18 Siemens Mobility GmbH Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug
CN112758113A (zh) * 2021-01-26 2021-05-07 青岛申晟轨道装备有限公司 列车主动径向控制方法及控制系统

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1580620A (en) * 1978-05-26 1980-12-03 British Railways Boards Railway vehicles and bogies
US4258629A (en) * 1979-09-04 1981-03-31 General Steel Industries, Inc. Braking and steering radial truck
DE3331559A1 (de) * 1983-09-01 1985-03-28 Thyssen Industrie Ag, 4300 Essen Achssteuerung fuer schienenfahrzeuge
FR2624081A1 (fr) 1987-12-03 1989-06-09 Alsthom Vehicule a essieux orientables
DE3827412A1 (de) 1988-08-12 1990-02-15 Krauss Maffei Ag Laufwerk fuer schienentriebfahrzeuge
CN1010847B (zh) * 1988-08-23 1990-12-19 上海铁路局工业公司 车辆转向架的自行调节机构
EP0374290B1 (de) * 1988-12-21 1992-04-15 Siemens Aktiengesellschaft Schienenfahrzeug
JP3778950B2 (ja) * 1993-01-07 2006-05-24 住友金属工業株式会社 鉄道車両台車の蛇行動制御装置
JP2776219B2 (ja) * 1993-09-17 1998-07-16 住友金属工業株式会社 鉄道車両台車の蛇行動制御方法
JP2988220B2 (ja) * 1993-09-17 1999-12-13 住友金属工業株式会社 鉄道車両台車の蛇行動制御方法
DE4413805A1 (de) * 1994-04-20 1995-10-26 Abb Patent Gmbh Selbstlenkendes dreiachsiges Laufwerk für ein Schienenfahrzeug
DE4415294A1 (de) * 1994-04-30 1995-11-02 Abb Patent Gmbh Selbstlenkendes, dreiachsiges Laufgestell mit Lenkbalken
DE19601301A1 (de) * 1996-01-16 1997-07-17 Linke Hofmann Busch Verfahren zur Spurführung von Fahrzeugen
DE19617003C2 (de) * 1996-04-27 2002-08-01 Bombardier Transp Gmbh Schienenfahrzeug mit einem einachsigen Laufwerk
DE19715148A1 (de) * 1997-04-11 1998-10-15 Deutsche Waggonbau Ag Verfahren und Einrichtung zur Radsatzführung von Schienenfahrzeugen
SE509119C2 (sv) * 1997-04-15 1998-12-07 Abb Daimler Benz Transp Styrning av hjulaxlar vid järnvägsfordon i beroende av positionsbestämning

Also Published As

Publication number Publication date
US20050103223A1 (en) 2005-05-19
DE10137443A1 (de) 2003-03-06
CZ2004130A3 (cs) 2005-01-12
WO2003010039A3 (de) 2003-11-20
ES2341642T3 (es) 2010-06-24
JP4459617B2 (ja) 2010-04-28
PL367048A1 (en) 2005-02-21
EP1412240B1 (de) 2010-03-03
KR20040017835A (ko) 2004-02-27
KR100916439B1 (ko) 2009-09-07
DK1412240T3 (da) 2010-06-21
WO2003010039A2 (de) 2003-02-06
CN1325315C (zh) 2007-07-11
ZA200400554B (en) 2005-05-17
NO20040357L (no) 2004-03-19
CA2454390C (en) 2012-02-21
IL160014A (en) 2009-09-22
CN1527773A (zh) 2004-09-08
PL208479B1 (pl) 2011-05-31
AU2002339430B2 (en) 2008-07-03
DE50214258D1 (de) 2010-04-15
RU2004105927A (ru) 2005-07-10
PT1412240E (pt) 2010-05-27
CA2454390A1 (en) 2003-02-06
HU229434B1 (en) 2013-12-30
EP1412240A2 (de) 2004-04-28
ATE459517T1 (de) 2010-03-15
RU2283254C2 (ru) 2006-09-10
US7458324B2 (en) 2008-12-02
IL160014A0 (en) 2004-06-20
JP2004535330A (ja) 2004-11-25
HUP0400802A2 (en) 2004-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO333436B1 (no) Fremgangsmate og anordning for aktiv radialkontroll av hjulpar eller hjulsett pa kjoretoy
AU2007267234B2 (en) Method for regulating an active chassis of a tracked vehicle
US4982671A (en) Vehicle with steerable axles
KR101536658B1 (ko) 철도차량용 능동 조향 제어를 위한 조향 액추에이터 장치
US11529976B2 (en) Chassis for rail vehicles
US5909711A (en) Bogie for a railway vehicle with adjustable wheel sets and railway vehicle with such a bogie
CN112896216A (zh) 列车主动倾摆控制方法和控制系统
EP0736438B1 (en) A railway vehicle with variable trim body
CN107810119A (zh) 铰接连接件和用于悬挂车轮的组件
ES2875525T3 (es) Guiado del ancho de vía regulado por fuerza para un vehículo ferroviario
JP2006306156A (ja) 連接車両、車体間連接装置及びその制御方法
PL191052B1 (pl) Sposób sterowania kąta połączenia przegubowego pojazdu szynowego i pojazd szynowy
CA2047976C (en) Railway vehicle bogie
JPH08142862A (ja) 鉄道車両用台車
KR20100076671A (ko) 3절 링크 방식을 이용한 철도차량용 조향대차
WO2023222821A1 (en) Railway bogie for leveling a vertical position of a sensor unit and a railway vehicle comprising the railway bogie
CN112262050A (zh) 用于布置在车轮托架侧的转向布置结构的相对引导装置
DE19702409A1 (de) Verfahren zur Erkennung der Position von Rädern spurgeführter Fahrzeuge im Spurkanal
KR20130107975A (ko) 차체와 대차간 선회각 연동 철도차량용 조향 및 틸팅대차 구조
JP2013203210A (ja) 回転角検出機構

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees