Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO2011006827A1 - Drehgestellquerkopplung - Google Patents

Drehgestellquerkopplung Download PDF

Info

Publication number
WO2011006827A1
WO2011006827A1 PCT/EP2010/059802 EP2010059802W WO2011006827A1 WO 2011006827 A1 WO2011006827 A1 WO 2011006827A1 EP 2010059802 W EP2010059802 W EP 2010059802W WO 2011006827 A1 WO2011006827 A1 WO 2011006827A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bogies
bogie
rail vehicle
damping
control device
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/059802
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Breuer
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to EP10734721.3A priority Critical patent/EP2454141B1/de
Priority to ES10734721T priority patent/ES2409123T3/es
Priority to PL10734721T priority patent/PL2454141T3/pl
Publication of WO2011006827A1 publication Critical patent/WO2011006827A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • B61F5/386—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles fluid actuated

Definitions

  • the invention relates to a method for bogie cross coupling in a rail vehicle, wherein in the method, the bogie cross coupling of at least two bogies of the rail vehicle takes place.
  • a procedure is carried out, for example, in locomotives of the Swiss and Austrian railways.
  • 1 shows an example of an arrangement for a previously known bogie cross coupling between a leading bogie DG2 and a trailing bogie DGl.
  • two coupling rods KSl and KS2 are used, which are coupled together via a spring element FE. If, for example, the front (leading) bogie DG2 now drives into a curve, as indicated below in FIG.
  • the force situation is shown in more detail in the sheet.
  • the reference character b indicates the distance of the passive attenuators.
  • the bogie cross coupling described is structurally feasible as long as the area between the bogies in the underfloor area is free. However, if this space is to be used by an electrical transformer or other devices, the bogie cross coupling described is no longer feasible.
  • active rotary damper of Siemens AG are known.
  • the previously known active rotary damper each consist of a cylinder which is hydraulically connected to a valve.
  • This valve realizes the characteristic curve of a standard rotary damper in its center position and is effective when driving in the straight line and in track curves with a radius R> 350 m.
  • an electronic control unit detects whether a narrow left-hand or right-hand bend is being negotiated and steers the valve to the corresponding end position. As a result, either the piston surface or the piston ring surface is pressurized with pressurized oil.
  • the active rotary damper then generate a constant pressure or tensile force.
  • the previously known active rotary damper allow an improved radial position of the two bogies, but no bogie cross coupling, as in the above-described locomotives of the Swiss and Austrian railways by means of the coupling rods and the spring element is achieved.
  • the invention has for its object to provide a method for bogie cross coupling, which can be used as universally as possible. This object is achieved by a method having the features according to claim 1. Advantageous embodiments of the method according to the invention are specified in sub-claims.
  • the relative movement between two bogies is detected metrologically, a damper force value is determined using the detected relative movement, and a damper force corresponding to the damper force value is exerted on the two bogies by means of bogie-individual, controllable damping elements.
  • a significant advantage of the method according to the invention is the fact that it allows to take advantage of bogie cross coupling, as it is achieved in the above-described locomotives of the Swiss and Austrian railways by the two coupling rods and the spring element, even in modern vehicles at where the space between the bogies is otherwise occupied, for example by an electric transformer; because the bogie cross coupling is achieved according to the invention by the appropriate control of bogie-individual damping members.
  • Another significant advantage of the method according to the invention is the fact that due to the bogie cross coupling a very good cornering behavior is also achieved in Weichen. Because the bogie cross coupling works continuously, it also works in transition bends and bends with variable radius of curvature. Again, it comes through the bogie cross coupling to a drastic reduction of Rad Equipments kit.
  • a third significant advantage of the method according to the invention is the fact that the wheel guiding forces can be reduced to such an extent that compliance with the currently valid limit value of 6OkN can be readily ensured and even far lower wheel guiding forces can be achieved.
  • a damper force is generated which is proportional to the relative movement between the two bogies.
  • the angles of rotation of the two bogies are detected, with the detected rotational angle values, a differential angle value is determined and the differential angle value, the damping force is set.
  • a differential angle value is determined and the differential angle value, the damping force is set.
  • the controller can be particularly easy to perform.
  • a particularly good handling behavior in curves and switches can be achieved if a damping force is generated which is proportional to the differential angle value, for example by multiplying the differential angle value by a proportionality factor to form the damping force value.
  • the proportionality factor for the rail vehicle is determined vehicle-specific as a function of vehicle parameters.
  • determining the proportional turgis strigs is preferably considered in particular the distance between the bogies.
  • the damping force can be particularly simple and thus exercise advantageous by means of hydraulic cylinders on the bogies.
  • the hydraulic cylinders may include, for example, 4/3-way valves.
  • the damping force is preferably applied to the forward bogie in the direction of travel such that the deflection movement of the front bogie is counteracted; on the rear bogie in the direction of travel, the damping force is preferably applied such that the deflection movement of the rear bogie is supported.
  • the angles of rotation of the bogies are preferably measured, and rotational angle measurement values are formed as rotational angle values.
  • the respective deflection, for example the longitudinal deflection, of the bogie-individual damping members can be measured and the rotational angle values can be calculated with the deflection values.
  • separate rotation angle sensors can be dispensed with.
  • the invention also relates to a rail vehicle with at least two bogies and a bogie cross coupling.
  • a damping device for each of the two bogies in each case at least one controllable attenuator and one with the Dämp- and the control device is configured in such a way that it detects the relative movement between the two bogies, determines a damping force using the detected relative movement, and controls the damping elements in such a way that they exert the determined damping force on the two bogies.
  • a damper force is generated which is proportional to the relative movement between the two bogies, for example, proportional to the difference between the deflection angles of the two bogies.
  • the control device is designed such that it detects the respective rotational angle of the two bogies and calculates therefrom a differential angle value and determines the damping force with the differential angle value.
  • the control device may comprise a computing device which multiplies the differential angle value by a predetermined proportionality factor to determine the damper force.
  • each bogie is assigned at least one turn-off angle sensor, which is connected to the control device, and the control device evaluates rotational angle measured values as rotational angle values.
  • At least one of the attenuators preferably all attenuators, preferably have a proportional valve in order to generate a damper force proportional to the relative movement or to the differential angle value.
  • FIG. 3 shows a first exemplary embodiment of a rail vehicle according to the invention, by means of which an exemplary embodiment of the method according to the invention is also explained
  • Figure 4 shows a second embodiment of a rail vehicle according to the invention, based on which a further embodiment of the method according to the invention will be explained.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a rail vehicle 10 with two bogies DG1 and DG2 and a damping device that brings about a bogie cross coupling.
  • the damping device comprises four actively controllable damping members AGl, AG2, AG3 and AG4, for example in the form of actively activatable hydraulic cylinders, two
  • the control device 20 comprises a Drehwinkeler solvedsmo- module 30, which is connected on the input side to the two angle sensors Wl and W2, and a rotation angle detection module downstream computing device 40th Die Computing device 40 and thus the control device 20 as a whole are on the output side connected to the four actively controllable attenuators AGl, AG2, AG3 and AG4.
  • the control device 20 may be formed, for example, by a programmable data processing system;
  • the rotation angle detection module 30 and the computing device 40 are preferably formed by software modules.
  • the damping device according to FIG. 3 can be operated, for example, as follows:
  • the rotational angle detection module 30 receives rotational angle values ⁇ 1 and ⁇ 2 from the two angular sensors W1 and W2 which indicate the respective rotational angle of the respectively associated bogies DG1 and DG2.
  • the rotation angle detection module 30 generates with these rotation angle values ⁇ 1 and ⁇ 2 a differential angle value ⁇ and forwards it to the computing device 40.
  • the computing device 40 forms a damping force value F with the differential angle value ⁇ and controls the four actively controllable damping elements AG1, AG2, AG3 and AG4 with individual control signals ST1, ST2, ST3 and ST4 in such a way that a damper force corresponding to the damper force value F can be controlled by means of the bogie-individual, controllable Attenuators on the two bogies DGl and DG2 is exercised.
  • the calculator 40 calculates the damper force value F with the differential angle value ⁇ using, for example, a proportionality factor as follows:
  • the proportionality factor Y is determined for the rail vehicle as a function of vehicle-specific vehicle parameters and the computing device, for example, as solid Parameter specified.
  • the distance between the bogies is preferably taken into account.
  • the proportionality factor Y is preferably dimensioned such that the damping force value F, which is proportional to the differential angle value ⁇ , corresponds to the lateral force Fquer, which would produce a damping device with two coupling rods KS1 and KS2 and a spring element FE according to FIGS.
  • the device according to Figure 3 would work in this case just like the damping device according to Figures 1 and 2, but without adjusting the gap between the bogies.
  • the control device 20 and the proportionality factor Y thus simulate the operation of two coupling rods KS1 and KS2 and of a spring element FE (see Figures 1 and 2), which thus may be absent in the embodiment;
  • the unnecessary space between the bogies can therefore be used differently, for example, for a transformer.
  • the computing device 40 controls the four actively controllable attenuators AGl, AG2, AG3 and AG4 with the individual control signals STl, ST2, ST3 and ST4 such that the damper force value F exerts two torques of the same size but different rotational direction on the two bogies.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a rail vehicle 10 with two bogies DG1 and DG2 and a damping device that brings about a bogie cross coupling.
  • the damping device comprises four actively controllable attenuators AGl, AG2, AG3 and AG4, for example in the form of actively controllable hydraulic cylinders, and a control device 20 connected to the attenuators.
  • a control device 20 connected to the attenuators.
  • separate angle sensors are missing.
  • the control device 20 comprises a computing device 40 which is connected on the input side and output side to the four actively activatable attenuation elements AG1, AG2, AG3 and AG4.
  • the control device 20 and / or the computing device 40 may be formed, for example, by a programmable data processing system.
  • the damping device according to FIG. 4 can be operated, for example, as follows:
  • the control device 20 receives on the input side length values L1-L4, the position of the controllable attenuators
  • the control device 20 controls the four actively controllable attenuators such that a damper force corresponding damper force F is applied to the two bogies DGl and DG2, in particular such that two torques of the same size, but different rotational direction abut the two bogies.
  • a damper force corresponding damper force F is applied to the two bogies DGl and DG2, in particular such that two torques of the same size, but different rotational direction abut the two bogies.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Drehgestellquerkopplung bei einem Schienenfahrzeug (10), wobei bei dem Verfahren die Drehgestellquerkopplung zumindest zweier Drehgestelle (DG1, DG2) des Schienenfahrzeugs hervorgerufen wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Relativbewegung zwischen den zwei Drehgestellen messtechnisch erfasst wird, unter Heranziehung der erfassten Relativbewegung ein Dämpferkraftwert (F) ermittelt wird und eine dem Dämpferkraftwert entsprechende Dämpferkraft mittels drehgestellindividueller, steuerbarer Dämpfungsglieder (AG1, AG2, AG3, AG4) auf die zwei Drehgestelle ausgeübt wird.

Description

Beschreibung Drehgestellquerkopplung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Drehgestellquerkopplung bei einem Schienenfahrzeug, wobei bei dem Verfahren die Drehgestellquerkopplung zumindest zweier Drehgestelle des Schienenfahrzeugs erfolgt. Ein solches Verfahren wird beispielsweise in Lokomotiven der schweizerischen und österreichischen Bahnen durchgeführt. Die Figur 1 zeigt beispielhaft eine Anordnung für eine vorbekannte Drehgestellquerkopplung zwischen einem vorlaufenden Drehgestell DG2 und einem nachlaufenden Drehgestell DGl. Zur Drehgestellquerkopplung werden zwei Koppelstangen KSl und KS2 eingesetzt, die über ein Federelement FE miteinander verkoppelt sind. Fährt nun beispielsweise das vordere (vorlaufende) Drehgestell DG2 in eine Kurve ein, wie dies in der Figur 1 unten angedeutet ist, so wird das Drehgestell DG2 gedreht und die mit dem Drehgestell DG2 verbundene Koppelstange KS2 geschwenkt. Durch das Verschwenken der Koppelstange KS2 wird das Federelement FE ausgelenkt, wodurch dieses auf die mit dem hinteren Drehgestell DGl verbundene Koppelstange KSl ein Drehmoment ausübt. Das Drehmoment unterstützt die Ausdrehbe- wegung des hinteren Drehgestells DGl, sobald dieses ebenfalls in die Kurve einfährt. Lauftechnisch reduziert die Drehgestellquerkopplung also die quasistatischen Radführungskräfte, da durch die Querauslenkung der Feder zwischen den Drehgestellen ein resultierendes Moment auf die beiden Drehgestelle erzeugt wird, das die Ausdrehbewegungen der Drehgestelle unterstützt. Passive, nicht ansteuerbare Dämpfungsglieder sind in der Figur 1 mit dem Bezugszeichen P gekennzeichnet. In der Figur 2 ist die Kraftsituation im Bogen noch detaillierter dargestellt. Man erkennt, wie die Querkraft Fquer über den Hebelarm a das zusätzliche Ausdrehmoment auf das hintere Drehgestell ausübt. Das Bezugszeichen b kennzeichnet den Abstand der passiven Dämpfungsglieder. Die beschriebene Drehgestellquerkopplung ist konstruktiv umsetzbar, solange der Bereich zwischen den Drehgestellen im Unterflurbereich frei ist. Soll jedoch dieser Freiraum von einem elektrischen Transformator oder anderen Geräten genutzt werden, ist die beschriebene Drehgestellquerkopplung nicht mehr realisierbar.
Aus der Druckschrift ZEVrail Glasers Annalen 128 (2004) (10. Oktober), Seiten 518 bis 520, sind darüber hinaus aktive Drehdämpfer der Siemens AG bekannt. Die vorbekannten aktiven Drehdämpfer bestehen jeweils aus einem Zylinder, der mit einem Ventil hydraulisch verbunden ist. Dieses Ventil realisiert in seiner Mittelstellung die Kennlinie eines Standarddrehdämpfers und ist bei Fahrt in der Geraden und in Gleisbögen mit einem Radius R > 350 m wirksam. Bei kleineren Bogen- radien erkennt eine elektronische Steuereinheit, ob ein enger Links- oder Rechtsbogen befahren wird und steuert das Ventil in die entsprechende Endlage. Dadurch wird wahlweise die Kolbenfläche oder die Kolbenringfläche mit Drucköl beaufschlagt. Die aktiven Drehdämpfer erzeugen dann eine konstante Druck- oder Zugkraft. Die vorbekannten aktiven Drehdämpfer ermöglichen zwar eine verbesserte Radialstellung der beiden Drehgestelle, jedoch keine Drehgestellquerkopplung, wie sie bei den oben beschriebenen Lokomotiven der schweizerischen und österreichischen Bahnen mittels der Koppelstangen und dem Feder- element erreicht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Drehgestellquerkopplung anzugeben, das sich möglichst universell einsetzen lässt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Un- teransprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Relativbewegung zwischen zwei Drehgestellen messtechnisch erfasst wird, unter Heranziehung der erfassten Relativbewegung ein Dämpfer- kraftwert ermittelt wird und eine dem Dämpferkraftwert entsprechende Dämpferkraft mittels drehgestellindividueller, steuerbarer Dämpfungsglieder auf die zwei Drehgestelle ausgeübt wird. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass es erlaubt, die Vorteile der Drehgestellquerkopplung, wie sie bei den oben beschriebenen Lokomotiven der schweizerischen und österreichischen Bahnen durch die zwei Koppelstangen und das Federelement erreicht wird, auch bei modernen Fahrzeugen zu nutzen, bei denen der Raum zwischen den Drehgestellen anderweitig belegt ist, beispielsweise durch einen elektrischen Transformator; denn die Drehgestellquerkopplung wird erfindungsgemäß durch die entsprechende Ansteuerung der drehgestellindividuellen Dämpfungs- glieder erreicht.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass aufgrund der Drehgestellquerkopplung ein sehr gutes Kurvenfahrverhalten auch in Wei- chen erreicht wird. Da die Drehgestellquerkopplung nämlich kontinuierlich arbeitet, wirkt sie auch in Übergangsbögen und Bögen mit variablem Krümmungsradius. Auch hier kommt es durch die Drehgestellquerkopplung zu einer drastischen Reduzierung der Radführungskräfte. Ein dritter wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass sich die Radführungskräfte soweit reduzieren lassen, dass sich die Einhaltung des der- zeit gültigen Grenzwerts von 6OkN ohne weiteres gewährleisten lässt und sogar noch weit geringere Radführungskräfte erreichbar sind.
Bevorzugt wird eine Dämpferkraft erzeugt, die proportional zu der Relativbewegung zwischen den zwei Drehgestellen ist.
Vorzugsweise werden mit der Dämpferkraft zwei Drehmomente gleicher Größe, aber unterschiedlicher Drehrichtung erzeugt, von denen ein Drehmoment auf das eine Drehgestell und das an- dere Drehmoment auf das andere Drehgestell wirkt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Drehwinkel der zwei Drehgestelle erfasst werden, mit den erfassten Drehwinkelwerten ein Differenzwinkelwert ermittelt wird und mit dem Differenzwinkelwert die Dämpferkraft festgelegt wird. Über eine Differenzbildung der Drehwinkel, also eine Differenzwinkelbildung, lässt sich die Steuerung besonders einfach durchführen. Ein besonders gutes Fahrverhalten in Kurven und Weichen lässt sich erreichen, wenn eine Dämpferkraft erzeugt wird, die proportional zum Differenzwinkelwert ist, beispielsweise indem zur Bildung des Dämpferkraftwerts der Differenzwinkelwert mit einem Proportionalitätsfaktor multipliziert wird.
Vorzugsweise wird der Proportionalitätsfaktor für das Schienenfahrzeug fahrzeugindividuell in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern bestimmt. Bei der Bestimmung des Proportionali- tätsfaktors wird bevorzugt insbesondere der Abstand zwischen den Drehgestellen berücksichtigt.
Die Dämpfungskraft lässt sich besonders einfach und damit vorteilhaft mittels Hydraulikzylinder auf die Drehgestelle ausüben. Die Hydraulikzylinder können beispielsweise 4/3- Wegeventile umfassen.
Im Falle einer Kurvenfahrt des Schienenfahrzeugs wird die Dämpfungskraft vorzugsweise auf das in Fahrtrichtung vordere Drehgestell derart ausgeübt, dass der Auslenkbewegung des vorderen Drehgestells entgegengewirkt wird; auf das in Fahrtrichtung hintere Drehgestell wird die Dämpfungskraft vorzugsweise derart ausgeübt, dass die Auslenkbewegung des hinteren Drehgestells unterstützt wird.
Die Drehwinkel der Drehgestelle werden vorzugsweise gemessen, und es werden als Drehwinkelwerte Drehwinkelmesswerte gebildet.
Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige Auslenkung, beispielsweise die Längsauslenkung, der drehgestellindividuellen Dämpfungsglieder gemessen werden und mit den Auslenkwerten die Drehwinkelwerte errechnet werden. Bei einer sol- chen Ausgestaltung kann auf separate Drehwinkelsensoren verzichtet werden.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Schienenfahrzeug mit zumindest zwei Drehgestellen und einer Drehgestellquer- kopplung.
Erfindungsgemäß ist diesbezüglich vorgesehen, dass eine Dämpfungseinrichtung für jedes der zwei Drehgestelle jeweils zumindest ein steuerbares Dämpfungsglied und eine mit den Dämp- fungsgliedern verbundene Steuereinrichtung umfasst und die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie die jeweilige Relativbewegung zwischen den zwei Drehgestellen er- fasst, unter Heranziehung der erfassten Relativbewegung eine Dämpferkraft ermittelt und die Dämpfungsglieder derart ansteuert, dass diese die ermittelte Dämpferkraft auf die zwei Drehgestelle ausüben.
Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Schienenfahr- zeugs sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs denen des erfindungsgemäßen Verfahrens im Wesentlichen entsprechen. Bevorzugt wird eine Dämpferkraft erzeugt, die proportional zu der Relativbewegung zwischen den zwei Drehgestellen, beispielsweise proportional zur Differenz zwischen den Auslenkwinkeln der zwei Drehgestelle, ist. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung derart ausgestaltet, dass sie die jeweiligen Drehwinkel der zwei Drehgestelle er- fasst und daraus einen Differenzwinkelwert errechnet und mit dem Differenzwinkelwert die Dämpferkraft ermittelt. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung eine Recheneinrichtung umfassen die zur Ermittlung der Dämpferkraft den Differenzwinkelwert mit einem vorgegebenen Proportionalitätsfaktor multipliziert .
Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Steuerein- richtung die jeweilige Auslenkung der drehgestellindividuellen Dämpfungsglieder erfasst und mit den Auslenkwerten die Drehwinkelwerte errechnet. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Schienenfahrzeugs ist vorgesehen, dass jedem Drehgestell jeweils mindestens ein Ausdrehwinkelsensor zugeordnet ist, der mit der Steuereinrichtung verbunden ist, und die Steuereinrichtung als Drehwinkelwerte Drehwinkelmesswerte auswertet.
Zumindest eines der Dämpfungsglieder, bevorzugt alle Dämpfungsglieder, weisen vorzugsweise ein Proportionalventil auf, um eine zu der Relativbewegung bzw. zu dem Differenzwinkel- wert proportionale Dämpferkraft zu erzeugen.
Zusammengefasst werden vorzugsweise - je nach Ausgestaltung des Schienenfahrzeugs oder des oben beschriebenen Verfahrens - alle oder zumindest einige der nachfolgend aufgeführten Ei- genschaften erreicht:
1. Einhaltung der quasistatischen Radführungskräfte gemäß der derzeit gültigen Norm EN 14363.
2. Einhaltung der modernen Kombinationskriterien der Oberbaubelastung Yqst + 0,87 Qqst < 18OkN
3. Einhaltung der Oberbaubelastung in instationären Trassierungselementen, wie zum Beispiel Weichen. Hier wird derzeit das Kriterium Y + 0,5 Q < 15OkN vorgeschlagen .
4. Reduzierung des Radverschleißes in Bögen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft: Figur 3 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, anhand dessen auch ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert wird, und Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, anhand dessen ein weiteres Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert wird.
In den Figuren 3 und 4 werden aus Gründen der Übersicht für identische oder vergleichbare Bezugszeichen stets dieselben
Bezugszeichen verwendet. In der Figur 3 erkennt man ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 10 mit zwei Drehgestellen DGl und DG2 und einer eine Drehgestellquerkopplung hervorrufenden Dämpfungseinrichtung. Die Dämpfungseinrichtung umfasst vier aktiv ansteuerbare Dämpfungsglieder AGl, AG2, AG3 und AG4, beispiels- weise in Form aktiv ansteuerbarer Hydraulikzylinder, zwei
Winkelsensoren Wl und W2 und eine mit den Dämpfungsgliedern und den Winkelsensoren Wl und W2 verbundene Steuereinrichtung 20. Die Steuereinrichtung 20 umfasst ein Drehwinkelerfassungsmo- dul 30, das eingangsseitig an die zwei Winkelsensoren Wl und W2 angeschlossen ist, und eine dem Drehwinkelerfassungsmodul nachgeordnete Recheneinrichtung 40. Die Recheneinrichtung 40 und damit die Steuereinrichtung 20 insgesamt sind ausgangs- seitig mit den vier aktiv ansteuerbaren Dämpfungsgliedern AGl, AG2, AG3 und AG4 verbunden.
Die Steuereinrichtung 20 kann beispielsweise durch eine programmierbare Datenverarbeitungsanlage gebildet sein; in die- sem Falle werden das Drehwinkelerfassungsmodul 30 und die Recheneinrichtung 40 vorzugsweise durch Softwaremodule gebildet. Die Dämpfungseinrichtung gemäß der Figur 3 lässt sich beispielsweise wie folgt betreiben:
Das Drehwinkelerfassungsmodul 30 empfängt von den zwei Win- kelsensoren Wl und W2 Drehwinkelwerte φl und φ2, die den jeweiligen Drehwinkel des jeweils zugeordneten Drehgestells DGl bzw. DG2 angeben. Das Drehwinkelerfassungsmodul 30 erzeugt mit diesen Drehwinkelwerten φl und φ2 einen Differenzwinkelwert Δφ und leitet diesen an die Recheneinrichtung 40 weiter.
Die Recheneinrichtung 40 bildet mit dem Differenzwinkelwert Δφ einen Dämpferkraftwert F und steuert die vier aktiv ansteuerbaren Dämpfungsglieder AGl, AG2, AG3 und AG4 mit individuellen Steuersignalen STl, ST2, ST3 und ST4 derart an, dass eine dem Dämpferkraftwert F entsprechende Dämpferkraft mittels der drehgestellindividuellen, steuerbaren Dämpfungsglieder auf die zwei Drehgestelle DGl und DG2 ausgeübt wird.
Die Recheneinrichtung 40 berechnet den Dämpferkraftwert F mit dem Differenzwinkelwert Δφ beispielsweise unter Heranziehung eines Proportionalitätsfaktors wie folgt:
F = Y * Δφ, wobei Y den Proportionalitätsfaktor bezeichnet. Es gilt somit also:
F ~ Δφ.
Der Proportionalitätsfaktor Y wird für das Schienenfahrzeug in Abhängigkeit von fahrzeugindividuellen Fahrzeugparametern bestimmt und der Recheneinrichtung beispielsweise als fester Parameter vorgegeben. Bei der Bestimmung des Proportionalitätsfaktors Y wird vorzugsweise der Abstand zwischen den Drehgestellen berücksichtigt. Der Proportionalitätsfaktor Y wird vorzugsweise derart bemessen, dass der Dämpferkraftwert F, der zu dem Differenzwinkelwert Δφ proportional ist, der Querkraft Fquer entspricht, die eine Dämpfungseinrichtung mit zwei Koppelstangen KSl und KS2 und einem Federelement FE gemäß den Figuren 1 und 2 erzeugen würde. Die Einrichtung gemäß der Figur 3 würde in diesem Falle genauso arbeiten wie die Dämpfungseinrichtung gemäß den Figuren 1 und 2, jedoch ohne den Zwischenraum zwischen den Drehgestellen zu verstellen. Die Steuereinrichtung 20 und der Proportionalitätsfaktor Y simulieren also die Funktionsweise zweier Koppelstangen KSl und KS2 und eines Federelements FE (vgl. Figuren 1 und 2), die somit bei dem Ausführungsbeispiel fehlen können; der nicht benötigte Platz zwischen den Drehgestellen kann daher anders genutzt werden, beispielsweise für einen Transformator.
Vorzugsweise steuert die Recheneinrichtung 40 die vier aktiv ansteuerbaren Dämpfungsglieder AGl, AG2, AG3 und AG4 mit den individuellen Steuersignalen STl, ST2, ST3 und ST4 derart an, dass die Dämpferkraftwert F zwei Drehmomente gleicher Größe, aber unterschiedlicher Drehrichtung auf die beiden Drehgestelle ausübt. Beispielsweise werden durch die individuellen Steuersignale STl, ST2, ST3 und ST4 die Drehmomente derart erzeugt, dass bei einem Einfahren des vorderen Drehgestells DG2 in eine Kurve die Ausdrehbewegung des hinteren Drehgestells DGl mit einem dem Dämpferkraftwert F entsprechenden Drehmoment Ml un- terstützt und die Ausdrehbewegung des vorderen Drehgestells DG2 mit dem Drehmoment M2=-Ml gebremst wird.
In der Figur 4 sieht man ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 10 mit zwei Drehgestellen DGl und DG2 und einer eine Drehgestellquerkopplung hervorrufenden Dämpfungseinrichtung. Die Dämpfungseinrichtung umfasst vier aktiv ansteuerbare Dämpfungsglieder AGl, AG2, AG3 und AG4, beispielsweise in Form aktiv ansteuerbarer Hydraulikzylinder, und eine mit den Dämpfungsgliedern verbundene Steuereinrichtung 20. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 3 fehlen separate Winkelsensoren.
Die Steuereinrichtung 20 umfasst eine Recheneinrichtung 40, die eingangsseitig und ausgangsseitig mit den vier aktiv ansteuerbaren Dämpfungsgliedern AGl, AG2, AG3 und AG4 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 20 und/oder die Recheneinrichtung 40 können beispielsweise durch eine programmierbare Datenverarbeitungsanlage gebildet sein.
Die Dämpfungseinrichtung gemäß der Figur 4 lässt sich beispielsweise wie folgt betreiben:
Die Steuereinrichtung 20 empfängt eingangsseitig Längenwerte L1-L4, die die Stellung der ansteuerbaren Dämpfungsglieder
AGl, AG2, AG3 und AG4 anzeigen. Mit diesen Längenwerten L1-L4 errechnet die Steuereinrichtung 20 den jeweiligen Drehwinkel des jeweils zugeordneten Drehgestells DGl bzw. DG2. Mit den Drehwinkelwerten φl und φ2 wird ein Differenzwinkelwert Δφ gebildet, mit dem ein Dämpferkraftwert F errechnet wird, beispielsweise gemäß
F = Y * Δφ, wobei Y einen Proportionalitätsfaktor bezeichnet.
Nachfolgend steuert die Steuereinrichtung 20 die vier aktiv ansteuerbaren Dämpfungsglieder derart an, dass eine dem Dämpferkraftwert F entsprechende Dämpferkraft auf die zwei Drehgestelle DGl und DG2 ausgeübt wird, insbesondere derart, dass zwei Drehmomente gleicher Größe, aber unterschiedlicher Drehrichtung an den beiden Drehgestellen anliegen. Im Falle eines Einfahrens des vorderen Drehgestells DG2 in eine Kurve wird die Ausdrehbewegung des hinteren Drehgestells DGl vorzugsweise mit einem dem Dämpferkraftwert F entsprechenden Drehmoment Ml unterstützt und die Ausdrehbewegung des vorderen Drehgestells DG2 vorzugsweise mit dem Drehmoment M2=-Ml gebremst.
Bezugszeichen
10 Schienenfahrzeug
20 Steuereinrichtung
30 Drehwinkeierfassungsmodul
40 Recheneinrichtung
AGl1 , AG2 Dämpfungsglied
AG3, , AG4 Dämpfungsglied
F Dämpferkraftwert
Fquer Querkraft
FE Federelement
DGl, , DG2 Drehgestell
KSl1 , KS2 Koppelstange
Ll, L2 Längenwert
L3, L4 Längenwert
Ml, M2 Drehmoment
P Dämpfungsglied (passiv)
Wl, W2 Winkelsensor
STl1 , ST2 Steuersignal
ST3, , ST4 Steuersignal
Y Proportionalitätsfaktor a Hebelarm
b Abstand der passiven Dämp φl, φ2 Drehwinkelwert
Δφ Differenzwinkelwert

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Drehgestellquerkopplung bei einem Schienenfahrzeug (10), wobei bei dem Verfahren die Drehgestellquer- kopplung zumindest zweier Drehgestelle (DGl, DG2) des Schienenfahrzeugs hervorgerufen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Relativbewegung zwischen den zwei Drehgestellen messtechnisch erfasst wird,
- unter Heranziehung der erfassten Relativbewegung ein Dämpferkraftwert (F) ermittelt wird und
- eine dem Dämpferkraftwert entsprechende Dämpferkraft mittels drehgestellindividueller, steuerbarer Dämpfungsglieder (AGl, AG2, AG3, AG4) auf die zwei Drehgestelle ausge- übt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Drehwinkel (φl, φ2) der zwei Drehgestelle erfasst wer- den,
- mit den erfassten Drehwinkelwerten ein Differenzwinkelwert
(Δφ) ermittelt wird und
- mit dem Differenzwinkelwert die Dämpferkraft ermittelt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Bildung des Dämpferkraftwerts der Differenzwinkelwert mit einem Proportionalitätsfaktor (Y) multipliziert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Proportionalitätsfaktor für das Schienenfahrzeug in Abhängigkeit fahrzeugindividueller Fahrzeugparameter bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei der Bestimmung des Proportionalitätsfaktors der Abstand zwischen den Drehgestellen berücksichtigt wird.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dämpfungskraft mittels Hydraulikzylinder auf die Drehgestelle ausgeübt wird.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
im Falle einer Kurvenfahrt des Schienenfahrzeugs die Dämpfungskraft auf das in Fahrtrichtung vordere Drehgestell derart ausgeübt wird, dass der Auslenkbewegung des vorde- ren Drehgestells entgegengewirkt wird, und
die Dämpfungskraft auf das in Fahrtrichtung hintere Drehgestell derart ausgeübt wird, dass die Auslenkbewegung des hinteren Drehgestells unterstützt wird.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Drehwinkel der Drehgestelle mit Drehwinkelsensoren (Wl,
W2) gemessen werden und als Drehwinkelwerte Drehwinkelmess- werte gebildet werden.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Auslenkung der drehgestellindividuellen Dämpfungsglieder gemessen wird und mit den Auslenkwerten die Drehwinkelwerte errechnet werden.
10. Schienenfahrzeug (10) mit zumindest zwei Drehgestellen (DGl, DG2) und einer Drehgestellquerkopplung ,
dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Dämpfungseinrichtung für jedes der zwei Drehgestelle jeweils zumindest ein steuerbares Dämpfungsglied (AGl, AG2, AG3, AG4) und eine mit den Dämpfungsgliedern verbundene Steuereinrichtung (20) umfasst und
- die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie die jeweilige Relativbewegung zwischen den zwei Drehgestellen erfasst, unter Heranziehung der erfassten Relativ- bewegung eine Dämpferkraft (F) ermittelt und die Dämpfungsglieder derart ansteuert, dass diese die ermittelte Dämpferkraft auf die zwei Drehgestelle ausüben.
11. Schienenfahrzeug nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie die jeweiligen Drehwinkel (φl, φ2) der zwei Drehgestelle erfasst und daraus einen Differenzwinkelwert (Δφ) errechnet und mit dem Differenzwinkelwert die Dämpferkraft ermittelt.
12. Schienenfahrzeug nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung eine Recheneinrichtung (40) umfasst, die zur Ermittlung der Dämpferkraft den Differenzwinkelwert mit einem vorgegebenen Proportionalitätsfaktor (Y) multipliziert.
13. Schienenfahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche 10-12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung die jeweilige Auslenkung (Ll, L2, L3, L4) der drehgestellindividuellen Dämpfungsglieder erfasst und mit den Auslenkwerten die Drehwinkelwerte errechnet.
14. Schienenfahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche 10-13,
dadurch gekennzeichnet, dass
- jedem Drehgestell jeweils mindestens ein Ausdrehwinkelsen- sor (Wl, W2) zugeordnet ist, der mit der Steuereinrichtung verbunden ist, und
- die Steuereinrichtung als Drehwinkelwerte Drehwinkelmess- werte auswertet.
15. Schienenfahrzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche 10-14,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Dämpfungsglieder ein Proportionalventil umfasst.
PCT/EP2010/059802 2009-07-16 2010-07-08 Drehgestellquerkopplung WO2011006827A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10734721.3A EP2454141B1 (de) 2009-07-16 2010-07-08 Drehgestellquerkopplung
ES10734721T ES2409123T3 (es) 2009-07-16 2010-07-08 Acoplamiento transversal de bogie
PL10734721T PL2454141T3 (pl) 2009-07-16 2010-07-08 Sprzęganie poprzeczne podwozi obrotowych

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009033981A DE102009033981A1 (de) 2009-07-16 2009-07-16 Drehgestellquerkopplung
DE102009033981.7 2009-07-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011006827A1 true WO2011006827A1 (de) 2011-01-20

Family

ID=42936918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/059802 WO2011006827A1 (de) 2009-07-16 2010-07-08 Drehgestellquerkopplung

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2454141B1 (de)
DE (1) DE102009033981A1 (de)
ES (1) ES2409123T3 (de)
PL (1) PL2454141T3 (de)
WO (1) WO2011006827A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017002926A1 (de) * 2017-03-27 2018-09-27 Liebherr-Transportation Systems Gmbh & Co. Kg Aktuator zum Steuern eines Radsatzes eines Schienenfahrzeugs

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4240720A1 (de) * 1992-12-03 1994-06-09 Siemens Ag Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug
EP0755839A2 (de) * 1995-07-22 1997-01-29 Duewag Aktiengesellschaft Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr
DE19712752A1 (de) * 1997-03-26 1998-10-01 Abb Daimler Benz Transp Schienenfahrzeug mit Knickgelenk
WO1999015387A1 (en) * 1997-09-24 1999-04-01 Abb Daimler-Benz Transportation (Technology) Gmbh Trackbound vehicle with steering of wheel axles
EP1074448A1 (de) * 1999-08-04 2001-02-07 Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4240720A1 (de) * 1992-12-03 1994-06-09 Siemens Ag Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug
EP0755839A2 (de) * 1995-07-22 1997-01-29 Duewag Aktiengesellschaft Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr
DE19712752A1 (de) * 1997-03-26 1998-10-01 Abb Daimler Benz Transp Schienenfahrzeug mit Knickgelenk
WO1999015387A1 (en) * 1997-09-24 1999-04-01 Abb Daimler-Benz Transportation (Technology) Gmbh Trackbound vehicle with steering of wheel axles
EP1074448A1 (de) * 1999-08-04 2001-02-07 Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DRUCKSCHRIFT ZEVRAIL GLASERS ANNALEN, vol. 128, 10 October 2004 (2004-10-10), pages 518 - 520

Also Published As

Publication number Publication date
EP2454141A1 (de) 2012-05-23
EP2454141B1 (de) 2013-05-01
PL2454141T3 (pl) 2013-09-30
ES2409123T3 (es) 2013-06-25
DE102009033981A1 (de) 2011-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1580093B1 (de) Fahrzeug, insbesondere spurgeführtes Fahrzeug, mit gelenkig verbundenen Wagenkästen
DE2606702C3 (de) Einrichtung zum Einstellen von Drehgestellen
EP2331446B1 (de) Portalkran
DE19715148A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Radsatzführung von Schienenfahrzeugen
DE102014212360A1 (de) Gelenkfahrzeug mit einem querverschiebbaren Gelenk
EP0736439B1 (de) Fahrwerk für Schienenfahrzeuge
DE19712752C2 (de) Schienenfahrzeug mit Knickgelenk und Verfahren zur Steuerung des Knickwinkels
DE2854776A1 (de) Gelenksteuerung fuer schienenfahrzeuge
EP2454141B1 (de) Drehgestellquerkopplung
DE102008024092A1 (de) Verfahren zur Wankregelung für einen geteilten Kraftfahrzeugstabilisator
EP2121406A1 (de) Fahrzeug mit einem jakobs-drehgestell und einer wankstütze
WO2008090024A1 (de) Mehrgliedriges fahrzeug
EP1074448A1 (de) Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr
EP2990294B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung der Federung von Schienenfahrzeugen
AT524550B1 (de) Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug
DE60005297T2 (de) Aktive Vorrichtung zur Begrenzung des Gierens für ein Schienenfahrzeug
EP2361815B1 (de) Aktive Kopplung zwischen Fahrwerk und Wagenkasten bei einem Fahrzeug
EP3490869A1 (de) Querweiches einfachgelenk mit angenäherter geradführung mittels deichsel
DE102010028015A1 (de) Verfahren zum Verringern einer Schlingerbewegung
EP3722180A1 (de) Aktive lenkung eines schienengebundenen zweiachs-arbeitsfahrzeugs
AT409748B (de) Steuerungseinrichtung für lenkbare einachsfahrwerke
DE1530086B2 (de) Stabilisierungseinrichtung fuer mehrgliedrige schienengelenkfahrzeuge
DE102019133390A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems sowie Steuergerät für ein Lenksystem
DE19936565A1 (de) Spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug für den Nahverkehr
DE102006045860A1 (de) Lenksystem zur Kompensation von Störmomenten

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10734721

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010734721

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE