(19) |
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(11) |
EP 0 833 766 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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14.02.2001 Patentblatt 2001/07 |
(22) |
Anmeldetag: 15.04.1997 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)7: B61F 5/38 |
(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP9701/873 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 9741/022 (06.11.1997 Gazette 1997/47) |
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(54) |
SCHIENENFAHRZEUG MIT EINEM EINACHSIGEN LAUFWERK
Railway vehicle with single-axle running gear
VEHICULE SUR RAILS A TRAIN DE ROULEMENT A ESSIEU SIMPLE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT CH DE FI FR GB IT LI NL |
(30) |
Priorität: |
27.04.1996 DE 19617003
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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08.04.1998 Patentblatt 1998/15 |
(73) |
Patentinhaber: DaimlerChrysler AG |
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70567 Stuttgart (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- MÜLLER, Detlef
D-16515 Oranienburg (DE)
- HOCK, Johannes
D-13505 Berlin (DE)
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(74) |
Vertreter: Breiter, Achim, Dipl.-Ing. (FH) et al |
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DaimlerChrysler AG,
Intellectual Property Management,
Sedanstrasse 10/Geb. 17 89077 Ulm 89077 Ulm (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 318 923 EP-A- 0 692 421
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EP-A- 0 655 378
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
[0002] Ein bekanntes Schienenfahrzeug dieser Art (DE 42 24 467 A1) besteht aus mindestens
zwei Fahrzeugkästen, die auf wenigstens drei gesteuerten einachsigen Laufwerken sitzen.
Die Steuersignale für die Steuerung der beteiligten mehreren Laufwerke wird von einer
Steuereinrichtung erzeugt, die das Steuersignal aus der Winkelstellung zweier benachbarter
Wagenkästen gewinnt. Die Steuereinrichtung umfaßt dabei eine hydraulische Stelleinheit,
die mit den Laufwerken gekoppelt ist und das von einer Gebersensoreinheit aus der
Winkelstellung benachbarter Wagenkästen gewonnene und damit von dem Bogenradius eines
zu durchfahrenden Gleises abhängige Steuersignal in eine funktionsgerechte Schwenkung
der betroffenen Laufwerke um eine Hochachse umsetzt. Von Nachteil ist bei dieser Ausgestaltung
eine aufwendige Energieversorgung, die zusätzlich zu einer elektrischen Energieversorgung
eine Hydraulikanlage am Wagen erforderlich macht. Zudem erfolgt die Abtastung der
Winkelstellung zweier benachbarter Wagenkästen über mechanische Hebelanordnungen,
die auf entsprechende hydraulische Stellglieder einwirken, welche den jeweiligen Laufwerkrahmen
in eine Sollposition steuern.
[0003] Es ist auch ein Schienenfahrzeug mit einem zweiachsigen Drehgestell bekannt (EP-A-0318923),
bei dem das Drehgestell zwei lenkbare Radsätze aufweist. Die Radsätze sind dabei zentral
am Drehgestellrahmen in einem gemeinsamen Kugelgelenk in einer horizontalen Ebene
schwenkbar gelagert. Zur bogenradialen Einstellung sind beiden Radsätzen Sensoren
zugeordnet, welche den Verlauf der befahrenen Schienenstrecke abtasten. Abhängig vom
Meßsignal wird ein Aktuator gesteuert, welcher zwischen den beiden Radsätzen wirksam
ist und die Radsätze jeweils bogenradial zum aktuellen Schienenverlauf steuert. Der
vom Aktuator bewirkte Lenkwinkel der beiden Radsätze wird mittels eines gemeinsamen
Winkelsensors ermittelt. Der Aktuator kann dabei elektrisch oder elektrohydraulisch
arbeiten.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schienenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff
des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch welche mit einfachen Steuerungseinrichtungen
eine zuverlässige Einstellung eines einachsigen Laufwerks ermöglicht wird.
[0005] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale
des ersten Anspruchs.
[0006] Bei einer Ausgestaltung eines Schienenfahrzeugs gemäß der Erfindung wird mittels
eines Gebersensors in einer Gebersensoreinheit ein unmittelbar aus dem Radius eines
zu durchfahrenden Gleises abgeleitetes elektrisches Ursprungs-Signal generiert, das
aus der aktuellen Stellung eines insbesondere vorlaufenden, sich aufgrund der Rad-Schiene-Geometrie
selbst einstellenden Laufwerks aus der Winkellage von benachbarten Wagenkastenteilen
oder dergleichen abgeleitet wird. Dieses Ursprungs-Signal enthält neben einem dem
Bogenradius entsprechenden, für die Steuerung benötigten Nutzsignalanteil auch überlagerte
Schwingungen, die sich im Betrieb eines Schienenfahrzeugs aus den durch Unebenheiten,
Fremdkörper, Traktionskrafteinflüssen und dergleichen ergebenden Schwankungen zwischen
Laufwerk und Wagenkasten oder zwischen den als Meßgrundlage verwendeten Wagenkästen
ableiten und sich dem bogenabhängigen Nutzsignal aufmodulieren bzw. überlagern. Um
derartige gleisbogenunabhängige Störungen zu eliminieren, wird das Ursprungssignal
einem Tiefpaßfilter zugeführt, das eine unterhalb der Störschwingungen liegende Grenzfrequenz
aufweist. Es hat sich gezeigt, daß diese Grenzfrequenz unter 5 Hertz liegt und vorzugsweise
bis 0,5 Hertz gewählt wird. Das so von Störschwingungen befreite Signal entspricht
einem auf den jeweils zu durchfahrenden Bogenradius abgestimmten Sollwert-Signal,
das als quasistatische Führungsgröße für die Steuerung einer dem einzustellenden Laufwerk
zugeordneten Stelleinheit dient.
[0007] Die mit dem zu steuernden Laufwerk, insbesondere mit dessen Laufwerkrahmen gekoppelte
Stelleinheit weist einen elektrischen Regler und ein von dessen als Führungsgröße
wirkenden Ausgangssignal gesteuertes elektromagnetisches Stellglied auf.
[0008] Dieses Stellglied ist mechanisch einerseits mit dem Laufwerk und andererseits mit
dem zugehörigen Wagenkasten gekoppelt, so daß durch Verstellen des Stellglieds eine
Schwenkung des Laufwerks um seine reelle oder virtuelle Hochachse möglich ist. Wird
ein Schrittmotor als Stellglied verwendet, dann kann es ausreichen, das Ausgangssignal
des Filters über den Regler in eine Stellimpulsfolge umzusetzen, welche eine dem zu
durchfahrenden Bogenradius angepaßte Winkelverstellung des Laufwerks gegenüber dem
zugeordneten Wagenkasten bewirkt. Ist eine positionsgenaue Ansteuerung dagegen nicht
sichergestellt, dann ist es zweckmäßig, am Stellglied oder am Laufwerk einen Positionsgeber
vorzusehen, der ein elektrisches Positionssignal über die aktuelle Einstellposition
liefert. Dieses Positionssignal kann dann als Positions-lstwert einer elektrischen
Vergleichseinrichtung zugeführt werden, der als Sollwert das quasistatische Ausgangssignal
des Filters zugeführt wird und aus Sollwert und Istwert die jeweils noch auszugleichende
Regelabweichung dem Regler zuführt, dessen Ausgangssignal als Stellgröße an das Stellglied
solange ausgegeben wird, bis die Regelabweichung zumindest annähernd gegen Null geht.
[0009] Die Gebersensoreinheit und insbesondere der Filter kann zwei quasistatische Signalausgänge
aufweisen, wobei an jeden dieser Signalausgänge eine Stelleinheit angeschlossen ist,
deren Stellglieder gemeinsam auf dasselbe Laufwerk und insbesondere auf dessen Laufwerksrahmen
wirken. Die mechanischen Angriffsstellen der beiden Stellglieder liegen dabei insbesondere
diagonal zueinander und in den Bereichen des Laufwerkrahmens, in dem sich Sekundärfederelemente
zur Verbindung des Laufwerkrahmens mit dem zugeordneten Wagenkasten befinden. In diesem
Bereich sind auch üblicherweise Primärfederelemente zwischen dem Laufwerkrahmen und
den Radlagern des einachsigen Radsatzes vorgesehen. Die Quersteifigkeit dieser Federelemente
bewirkt die Grundausrichtung des Laufwerks in Fahrzeuglängsachse und läßt im Betrieb
eine sich aus der Rad-Schiene-Geometrie ergebende beschränkte Auslenkung des Radsatzes
zu, während die durch das Stellglied erzwungene Auslenkung gegen die Kraft der Sekundärfederelemente
erfolgt. Zweckmäßigerweise bildet dabei eine Drehzapfenlagerung eine reelle Hochachse
für die Schwenkbewegung des Laufwerks gegenüber dem Wagenkasten.
[0010] Das jeweilige Stellglied ist insbesondere als Linearantrieb ausgebildet und kann
ein elektrischer Linearmotor oder ein Servomotor mit Gewindespindelantrieb oder mit
Planetengetriebe sein. Die Anbindung des oder der Stellglieder erfolgt insbesondere
elastisch an das Laufwerk oder den Wagenkasten, wozu vorzugsweise zwischengefügte
Gummi-Metallelemente verwendet werden, um einerseits das Stellglied gegen Stoßbelastungen
zu schützen und sich aus dem Fahrbetrieb ergebende notwendige Pendelbewegungen zwischen
Fahrgestellrahmen und Wagenkasten zuzulassen.
[0011] Der Gebersensor zur Generierung des gleisbogenabhängigen Ursprungssignals kann als
elektrischer Widerstandsgeber einem Kupplungsgelenk zwischen zwei Wagenkästen zugeordnet
sein und die daran bei Bogenfahrt sich einstellende Drehwinkeländerung für das Ursprungs-Signal
als sich ändernder elektrischer Widerstand, als Induktivitäts- oder Kapazitätswert
oder dergleichen erfassen. Der Gebersensor kann jedoch auch einem dem zu steuernden
Laufwerk am gleichen oder einem anderen Wagenkasten angeordneten vor- oder nachlaufenden
Laufwerk zugeordnet sein und von dessen sich aus der Rad-Schiene-Geometrie bei Bogenfahrt
selbsttätig ergebender Drehauslenkung beeinflußt sein.
[0012] Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
[0013] Es zeigen:
- Fig. 1
- ein vom zu durchfahrenden Bogenradius mit Hilfe von Stellgliedern steuerbares einachsiges
Laufwerk in Draufsicht und
- Fig. 2
- eine Steuereinheit mit einer Sensoreinheit und Stelleinheiten zur Steuerung der Stellglieder.
[0014] Ein nicht dargestellter Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs sitzt über Sekundärfederelemente
1 auf einem Laufwerkrahmen 2 eines nur eine Achse 3 aufweisenden Einachs-Laufwerks
mit starr auf der Achse 3 festgesetzten Schienenrädern 4 auf. Die Achse 3 des Radsatzes
3,4 liegt in einer die senkrechten Mittelachsen 5 der Sekundärfederelemente 1 aufnehmenden
senkrechten, quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Ebene, wobei die Radlager
6 über in Fahrtrichtung vor- und nachgeordnete Primärfederelemente 7 an der Unterseite
des Laufwerkrahmens 2 abgestützt und festgesetzt sind. Die Primärfederelemente 7 nehmen
dabei nicht nur Gewichtskräfte in ihrer Achsrichtung auf sondern lassen durch eine
gewisse Querelastizität auch aus der Rad-Schiene-Geometrie sich ergebende Schwenkausschläge
der Achse 3 bzw. des Laufwerkrahmens 2 gegenüber dem Wagenkasten 13 in begrenztem
Maße zu. Die Schwenkung erfolgt dabei um eine Hochachse 8, die durch einen mit dem
zugehörigen Wagenkasten verbundenen und in eine Lageraufnehmung an Laufwerksrahmen
2 eingreifenden Lagerzapfen realisiert ist.
[0015] Um eine erzwungene Drehverstellung des Laufwerks um die Hochachse 8 abhängig vom
Bogenradius des jeweils zu durchfahrenden Gleisabschnittes bewerkstelligen zu können,
ist eine Stellvorrichtung aus zwei diagonal und symmetrisch angeordneten Stellgliedern
9 vorgesehen, die an der jeweiligen Außenseite des Laufwerkrahmens 2 im Bereich der
Radlager 6 bzw. der Sekundärfederelemente 1 über eine Stellstange 10 mit einem dort
vorgesehenen Halteauge 11 in Eingriff stehen und andernends über ein gummielastisches
Element als elastisches Anbindungsmittel 12 fest mit einem am Wagenkasten starr angeordneten
Wagenkastenteil 13 verbunden ist.
[0016] Zur Steuerung der Stellglieder 9 ist eine Steuereinrichtung gemäß Fig. 2 vorgesehen.
Sie besteht aus einer Sensoreinheit 14 und zwei davon gesteuerten, zumindest in der
Grundfunktion gleichen Stelleinheiten 15, welche jeweils eines der Stellglieder 9
zur zwangsweisen Drehverstellung des Laufwerks 2, 3 umfassen. Die Sensoreinheit 14
besteht dabei aus einem Gebersensor 17, welcher das vom Radius eines zu befahrenden
Gleisbogens abhängige Ursprungs-Signal, das abhängig von einem weiteren, sich selbst
gemäß der Rad-Schiene-Geometrie einstellenden Laufwerk oder der aufeinander bezogenen
Winkellage von Wagenkastenteilen benachbarter Wagen generiert wird. Nachdem diese
Gebereinrichtungen nicht nur vom Radius des zu befahrenden Gleises sondern auch von
Störeinflüssen beaufschlagt sind, ist dem bogenabhängigen Signalteil ein aus der Fahrzeugdynamik
sich ergebendes Störsignal überlagert. Der Gebersensor 17 liefert demgemäß ein dynamisches
Ursprungssignal w (t) dyn, welches einem Tiefpaßfilter 18 mit einer oberen Grenzfrequenz
von bis zu 5 Hertz, vorzugsweise jedoch von nur 0,5 Hertz zugeführt wird. Die Anteile
der schnelleren, höherfrequenten Störschwingungen werden dadurch aus dem Ursprungssignal
eliminiert, so daß am Ausgang des Filters 18, das vorzugsweise zwei getrennte Ausgangsanschlüsse
für die beiden Stelleinheiten 15 aufweist, jeweils eine quasistatische Führungsgröße
w (t) ansteht, die als Sollwertvorgabe für die Einstellung des jeweiligen Stellgliedes
9 dient. Hierzu wird die gefilterte Führungsgröße w (t) einem Regler 19 zugeführt,
der ein Ausgangssignal y (t) als Stellgröße für das elektromechanische Stellglied
9 liefert. Entsprechend der Größe oder Dauer dieses Ausgangssignals führt das insbesondere
einen Elektromotor enthaltende Stellglied 9 eine Dreh-, vorliegend jedoch eine Längenänderung
aus, welche das Fahrwerk 1, 2 so steuert, daß die Achse 3 in einer Radiuslinie des
zu befahrenden Gleisabschnitts liegt. Um dabei sicherzustellen, daß die Sollposition
des Stellglieds oder des Laufwerks tatsächlich erreicht wird, ist dem Stellglied 9
oder dem Laufwerk 2, 3 ein Positionsgeber 21 zugeordnet, der ein abhängig von der
Dreheinstellung des Laufwerks 2, 3 oder der Position der Stellstange 10 abhängiges
Positionssignal xr (t) liefert. Dieses Positionssignal wird einem elektrischen Vergleicher
20 zugeführt, dem als weiteres Eingangssignal auch die gefilterte Führungsgröße w
(t) zugeführt wird. Das Positionssignal ist demnach der tatsächlich erreichte Istwert
in Bezug auf die durch den Sollwert vorgegebene Sollposition. Im Vergleicher wird
aus den beiden Eingangssignalen w (t) und xr (t) die Regelabweichung ermittelt und
als Eingangssignal xw (t) dem Regler 19 zugeführt. Der Regler 19 erzeugt damit die
Stellgröße y (t) nur solange, bis das Sollwertsignal und das Istwertsignal am Vergleicher
20 zu einer nahe dem Wert Null liegenden Regelabweichung führt. Der Positionsgeber
21 kann beispielsweise ein verstellbarer elektrischer Widerstand sein, der einerseits
mit dem Laufwerkrahmen 2 und andererseits mit einem feststehenden Wagenkastenteil
13 mechanisch verbunden ist und das aus der Drehverstellung des Laufwerks 2, 3 sich
ergebende Stellsignal xr (t) liefert.
[0017] Die Sensoreinheit 14 kann auch dazu benutzt werden, um beispielsweise bei einer Testfahrt
auf einer vorgegebenen Schienenstrecke wegabhängig die Schienenkonfiguration in einem
Datenspeicher als gefilterte Führungsgröße für die Gesamtstrecke abzulegen und bei
weiteren Fahrten auf dieser Strecke auf diesem Datenspeicher die quasistatische Führungsgröße
w (t) zur Steuerung der Stelleinheiten 15 abzurufen.
[0018] Insgesamt ergibt sich durch die Ausbildung der Steuerungselemente auf elektrischer
und elektronischer Basis ein kostengünstiger und kompakter Aufbau bei geringem Mittelaufwand,
wobei für die elektrische Energieversorgung das an Schienenfahrzeugen ohnehin vorhandene
elektrische Netz zur Verfügung steht. Dabei werden elektrische Störeinflüsse, die
unabhängig von dem Radius des zu befahrenden Schienenstücks sind, durch einfache elektrische
Filterungsmaßnahmen eliminiert, so daß eine exakte radiale Ausrichtung des Fahrwerks
in Bezug auf die Gleise störungsfrei erfolgen kann und dadurch ein ruhiger und entgleisungssicherer
Lauf des betreffenden Laufwerks erreicht wird. Dabei ist es auch möglich, die von
einer Sensoreinheit ermittelte Gleiskrümmung auf mehr als ein Laufwerk zu übertragen.
Dabei kann es auch zweckmäßig sein, am zu steuernden Laufwerk selbst ein bogenabhängiges
dynamisches Ursprungssignal abzugreifen, wenn der Gebersensor beispielsweise die Relatiwerstellung
zwischen Laufwerksrahmen 2,3 und der darin gelagerten Achse 3 erfaßt und dementsprechend
über die Stellglieder am zugehörigen Laufwerkrahmen eine Gesamtverstellung des Laufwerks
2, 3 in eine Drehposition bewirkt, in welcher die sich aus der Rad-Schiene-Geometrie
ergebende und durch die Primärfederelemente 7 mögliche Auslenkung des Radsatzes 3,
4 gegenüber dem zugehörigen Laufwerksrahmen 2 kompensiert ist. Es ergibt sich insgesamt
auch eine gute radiale Einstellung von Radsatz-Einzelfahrwerken im Gleisbogen auch
bei großen Radsatzabständen an einem Wagenkasten, wobei die aufzuwendenden Steuerungsmittel
kostengünstiger sind als die Zuordnung eines zweiten Radsatzes, der die Steuerungsaufgaben
übernimmt.lm übrigen trägt die Achse 3 noch Bremsscheiben 22, welchen am Laufwerkrahmen
3 festgesetzte Scheibenbremsanordnungen 23 zugeordnet sind.
1. Schienenfahrzeug mit wenigstens einem einachsigen Laufwerk, das gegenüber einem zugeordneten
Wagenkasten um eine reelle oder virtuelle Hochachse schwenkbar gelagert und mit einer
Stelleinheit gekoppelt ist, welche von einem Signal gesteuert ist, das von einer vom
Bogenradius eines zu durchfahrenden Gleises beeinflußten Gebersensoreinheit abhängig
ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gebersensoreinheit (14) einen elektrischen Gebersensor (17) und ein elektrisches
Tiefpaßfilter (18) aufweist, daß der Gebersensor (17) ein dynamisches elektrisches
Ursprungssignal (w(t)dyn) abgibt und daß dieses Ursprungs-Signal (w(t)dyn) dem Tiefpaßfilter
(18) zugeführt ist, dessen quasistatisches Ausgangssignal (w(t)) die Stelleinheit
(15) steuert und das eine obere Grenzfrequenz aufweist, die niedriger als die Frequenz
von Störsignalen liegt, welche im Ursprungssignal (w(t)dyn) enthalten sind.
2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stelleinheit (15) einen Regler (19) und ein von dessen Ausgangssignal (y(t))
als Führungsgröße gesteuertes elektromechanisches Stellglied (9) aufweist und daß
das Stellglied (9) mechanisch einerseits mit dem Laufwerk (2, 3) und andererseits
mit dem Wagenkasten (13) gekoppelt ist.
3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Stellglied (9) oder Laufwerk (2, 3) ein Positionsgeber (21) vorgesehen ist,
der ein Positionssignal (xr(t)) liefert und daß das quasistatische Ausgangssignal
(w(t)) des Tiefpasses (18) und das Ausgangssignal (xr(t)) des Positionsgebers (21)
als Regelgröße einem elektrischen Signalvergleicher (20) zugeführt ist, der ein der
Regelabweichung zwischen der vom Ausgangssignal (w(t)) des Tiefpasses (18) vorgegebenen
Sollposition und der vom Positionsgeber (21) gelieferten Istposition des Laufwerks
(2, 3) entsprechendes Ausgangssignal (xw(t)) als Eingangssignal an den Regler (19)
liefert.
4. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gebersensoreinheit (14) zwei quasistatische Signalausgänge aufweist und daß
jedem dieser Signalausgänge eine Stelleinheit (15) nachgeschaltet ist, deren Stellglieder
(9) gemeinsam auf ein Laufwerk (2, 3) wirken.
5. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Stellglieder (9) an diagonal gegenüberliegenden Stellen (11) des Laufwerks
(2, 3) angreifen.
6. Schienenfahrzeug nach Anspruch 2 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Stellglied (9) ein Linearantrieb ist.
7. Schienenfahrzeug nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Stellglied (9) ein Linearmotor ist.
8. Schienenfahrzeug nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Stellglied (9) ein Servomotor mit Gewindespindeltrieb ist.
9. Schienenfahrzeug nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Stellglied (9) ein Servomotor mit Planetengetriebe ist.
10. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Stellglied (9) elastisch an das Laufwerk (2, 3) und/oder den Wagenkasten (13)
angebunden ist.
11. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gebersensor (17) an einem Kupplungsgelenk zwischen zwei Wagenkästen angeordnet
ist und von der um eine Hochachse sich einstellenden Drehwinkeländerung der Kupplungsgelenkteile
gesteuert ist.
12. Schienenfahrzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gebersensor (17) einem dem zu steuernden Laufwerk (2, 3) vor- oder nachlaufenden,
um eine Hochachse schwenkbaren Laufwerk zugeordnet ist und von dessen sich aus der
Rad-Schiene-Geometrie selbsttätig ergebender Drehauslenkung beeinflußt ist.
13. Schienenfahrzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gebersensor (17) einen Datenspeicher enthält, in dem gleisstreckenbezogene
Signale als Steuergröße für die Stelleinheit abgelegt sind, wobei die abgelegten Daten
dem gefilterten quasistatischen Ausgangssignal entsprechen.
14. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tiefpaßfilter (18) eine Grenzfrequenz bis etwa 5 Hertz, vorzugsweise bis ca.
0,5 Hertz aufweist.
1. Rail vehicle with one or more single-axle wheelsets (2, 3, 4), pivotably mounted relative
to an assigned vehicle body (13) around a real or virtual vertical axis (8) and coupled
to a control unit (15), and controlled by a signal (w(t)) which is dependent on a
transmitter sensor unit (14) influenced by the curve radius of a track to be negotiated,
characterized in that
the transmitter sensor unit (14) has an electrical transmitter sensor (17) and an
electrical low-pass filter (18), that the transmitter sensor (17) emits a dynamic
electrical source signal (w(t)dyn) and that this source signal (w(t)dyn) is fed to
the low-pass filter (18), the quasi-static output signal (w(t)) of which controls
the control unit (15) and has an upper cut-off frequency which is below the frequency
of spurious signals contained in the source signal (w(t)dyn).
2. Rail vehicle according to claim 1,
characterized in that
the control unit (15) has a controller (19) and an electro-mechanical actuator (9)
controlled by its output signal (y(t)) as reference input, and that the actuator (9)
is mechanically coupled one one side to the wheelset (2, 3) and on the other side
to the vehicle body (13).
3. Rail vehicle according to claim 2,
characterized in that
there is provided on the actuator (9) or wheelset (2, 3) a position sensor (21) which
supplies a position signal (xr(t)), and that the quasi-static output signal (w(t))
of the low-pass filter (18) and the output signal (xr(t)) of the position sensor (21)
are fed to an electrical signal comparator (20) as controlled variable, which supplies
as input signal to the controller (19) an output signal (xw(t)) corresponding to the
control deviation between the desired position prescribed by the output signal (w(t))
of the low-pass filter (18) and the actual position of the wheelset (2, 3) supplied
by the position sensor (21).
4. Rail vehicle according to claim 1 or any of the following,
characterized in that
the transmitter sensor unit (14) has two quasi-static signal outputs and that each
of these signal outputs is connected at the output side of a control unit (15), the
actuators (9) of which act together on a wheelset (2, 3).
5. Rail vehicle according to claim 1 or any of the following,
characterized in that
two actuators (9) act at diagonally opposite points (11) of the wheelset (2, 3).
6. Rail vehicle according to claim 2 or any of the following,
characterized in that
the actuator (9) is a linear drive.
7. Rail vehicle according to claim 6
characterized in that
the actuator (9) is a linear motor.
8. Rail vehicle according to claim 6
characterized in that
the actuator (9) is a servomotor with threaded spindle drive.
9. Rail vehicle according to claim 6
characterized in that
the actuator (9) is a servomotor with planetary gearing.
10. Rail vehicle according to claim 1 or any of the following,
characterized in that
the actuator (9) is flexibly linked to the wheelset (2, 3) and/or the vehicle body
(13).
11. Rail vehicle according to claim 1 or any of the following,
characterized in that
the transmitter sensor (17) is mounted on a coupling link between two vehicle bodies
and is controlled by the change in angle of rotation of the coupling link components
around a vertical axis.
12. Rail vehicle according to one or more of claims 1 to 10
characterized in that
the transmitter sensor (17) is assigned to a wheelset capable of swivelling around
a vertical axis, located before or after the wheelset (2, 3) to be controlled, and
is influenced by the rotary displacement of the former, which results automatically
from the wheel-rail geometry.
13. Rail vehicle according to one or more of claims 1 to 10
characterized in that
the transmitter sensor (17) contains a data memory, in which are filed track-alignment-based
signals as control variable for the control unit, with the filed data corresponding
to the filtered quasi-static output signal.
14. Rail vehicle according to claim 1 or any of the following,
characterized in that
the low-pass filter (18) has a cut-off frequency of up to around 5 Hertz, preferably
up to around 0.5 Hertz.
1. Véhicule ferroviaire comportant au moins un organe de roulement (2, 3, 4) à un essieu,
qui par rapport à une caisse de voiture (13) qui lui est affectée est logé de façon
à pouvoir pivoter autour d'un axe vertical réel ou virtuel (8) et est couplé à une
unité de réglage (15), qui est commandée par un signal (w(t)), lequel dépend d'un
bloc capteur-émetteur (14), qui est influencé par le rayon de courbure d'une voie
à parcourir, caractérisé en ce que le bloc capteur-émetteur (14) comporte un capteur-émetteur
électrique (17) et un filtre passe-bas électrique (18) ; que le capteur-émetteur (17)
émet un signal électrique dynamique d'origine (w(t)dyn), et que ce signal d'origine
(w(t)dyn) est envoyé au filtre passe-bas (18), dont le signal de sortie quasi-statique
(w(t)) commande l'unité de réglage (15), et qui présente une fréquence limite supérieure
qui est inférieure à la fréquence des signaux parasites qui sont contenus dans le
signal d'origine (w(t)dyn).
2. Véhicule ferroviaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de réglage
(15) comporte un régulateur (19) et un actionneur électromécanique (9), commandé par
son signal de sortie (y(t)) servant de grandeur de conduite, et que l'actionneur (9)
est mécanique-ment couplé, d'une part à l'organe de roulement (2,3), et d'autre part
à la caisse (13).
3. Véhicule ferroviaire selon la revendication (2), caractérisé en ce qu'un transmetteur
de position (21) est prévu contre l'actionneur (9) ou l'organe de roulement (2,3),
transmetteur qui livre un signal de position (xr(t)), et que le signal de sortie quasi-statique
(w(t)) du filtre passe-bas et le signal de sortie (xr(t)) du transmetteur de position
(21), servant de grandeur commandée sont envoyés à un comparateur (20) de signaux
électriques, qui envoie au régulateur (19), en tant que signal d'entrée, un signal
de sortie (xw(t)), correspondant à l'écart de régulation entre la position prescrite
prédéfinie par le signal de sortie (w(t)) du filtre passe-bas (18) et la position
mesurée, fournie par le transmetteur de position (21), de l'organe de roulement (2,
3).
4. Véhicule ferroviaire selon la revendication 1 ou l'une des suivantes, caractérisé
en ce que le bloc capteur-émetteur (14) comporte deux sorties de signaux quasi-statiques,
et qu'en aval de chacune des ces sorties de signaux est montée une unité de réglage
(15), dont les actionneurs (9) agissent en commun sur un organe de roulement (2, 3).
5. Véhicule ferroviaire selon la revendication 1 ou l'une des suivantes, caractérisé
en ce que deux actionneurs (9) agissent sur des points diagonalement opposés de l'organe
de roulement (2, 3).
6. Véhicule ferroviaire selon la revendication 2 ou l'une des suivantes, caractérisé
en ce que l'actionneur (9) est un organe d'entraînement linéaire.
7. Véhicule ferroviaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'actionneur
(9) est un moteur linéaire.
8. Véhicule ferroviaire selon la revendication (6), caractérisé en ce que l'actionneur
(9) est un servomoteur avec entraînement par broche filetée.
9. Véhicule ferroviaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'actionneur
(9) est un servomoteur avec entraînement planétaire.
10. Véhicule ferroviaire selon la revendication 1 ou l'une des suivantes, caractérisé
en ce que l'actionneur (9) est relié d'une manière élastique à l'organe de roulement
(2, 3) et/ou à la caisse (13).
11. Véhicule ferroviaire selon la revendication 1 ou l'une des suivantes, caractérisé
en ce que le capteur-émetteur (17) est disposé contre une articulation d'attelage
entre deux caisses, et est commandé par la variation, qui se crée à cette occasion,
de l'angle de rotation des éléments de l'articulation d'attelage autour d'un axe vertical.
12. Véhicule ferroviaire selon au moins l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en
ce que le capteur-émetteur (17) est affecté à un organe de roulement en avance ou
en retard par rapport à l'organe de roulement (2, 3) à commander et pouvant pivoter
autour d'un axe vertical, et est influencé par sa déviation en rotation, qui découle
automatiquement de la géométrie roue-rail.
13. Véhicule ferroviaire selon au moins l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en
ce que le capteur-émetteur (17) contient une mémoire de données, dans laquelle des
signaux, rapportés au tronçon de voie, sont enregistrés en tant que grandeurs de commande
pour l'unité de réglage, les données mémorisées correspondant au signal de sortie
quasi-statique filtré.
14. Véhicule ferroviaire selon la revendication 1 ou l'une des suivantes, caractérisé
en ce que le filtre passe-bas (18) a une fréquence limite allant jusqu'à environ 5
Hertz, et de préférence jusqu'à environ 0,5 Hertz.