SE509153C2 - Lutningssystem för järnvägsvagnar - Google Patents

Description

509 153 2 10 15 20 25 30 35 SDP) vilken kontinuerligt detekterar tågets position med en noggranhet på ett par meter, varvid denna utrustning innefattar en intelligent styrenhet som är programmerad med en standarduppsättning kommandoparametrar, vilka erhålls med hjälp av applikation av ett konventionellt program för dynamiska simuleringar av fordonets upp- vilket program innefattar beräkning vilka fast- ställer att den dynamiska parametern är den laterala trädande i en kurva, av inverterad dynamik (inverse dynamics), accelerationen i sidled hos passagerare i fordonet i enlighet med en på förhand fastställd profil.

Fig 1 är ett blockschema över det system som är föremålet för föreliggande uppfinning.

Fig 2 är en schematisk vy av en utföringsform av föreliggande uppfinning i vilken chassit hos boggi och korgen hos järnvägsvagnen indikeras med fyrsidiga konturlinjer.

Fig 3 är en sektionsvy av en annan utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig 4 är en schematisk vy av lutningsmanöverdonet i fig 3.

Fig 5 är en koordinatrepresentation av en accelera- tionsprofil (a) som skall användas av systemet.

Nedan kommer en utföringsform av föreliggande upp- finning att beskrivas på ett sätt som inte skall ses som begränsande för föreliggande uppfinning. Vi bortser inte ifrån andra utföringsformer i vilka har gjorts mindre förändringar utan dessa anses falla inom ramen för före- liggande uppfinning.

Lutningssystemet innefattar följande enheter (fig1): (som kallas SDP) som är anordnat att vid varje tidpunkt bestämma fordonets Ett positionsdetekteringssystem (l) hastighet och absoluta position på spåret, (UBC) instruktionerna för lutning och exekverar dessa i real- tid.

En lutningsstyrenhet (2) som genererar 10 15 20 25 30 35 509 153 Ett axelorienteringssystem (3) som jämnar ut de sodoriktade vagnshjulspåkänningarna på två axlar vilka hör till samma boggi och som dessutom minskar dessas maximala värden i en kurva. Pâ detta sätt ökas fordonets maximala hastighet i kurvan.

Lutningsmanöverdon (4) som är anordnade att meka- niskt utföra de lutningsinstruktioner som genereras av (UBC).

Fordonet (6).

En minnesenhet (5) för färdvägen som delas in i sektioner som identifieras av sina parametrar, såsom absolut position, kurvradie, längden på varje kurvsektion osv. (cte), (cts) Varje kurva har en inträdesövergångskurva kurvan som sådan (c) (fig 5).

I denna enhet (5) kurvan i vilka de olika operationerna hos lutnings- och en utträdesövergångskurva identifieras de sektioner av systemet skall påbörjas.

(SDP) om den verkliga absoluta (UCB) (2) mottar denna information och konsulterar sitt färdvägs- Lutningssystemets driftssätt är som följer.

(UCB) (2) positionen och färdhastigheten hos fordonet. (1) underrättar minne (5) för att få fram färdvägsparametrarna i denna punkt. Om denna position sammanfaller med en kurvsektion i vilken lutningssystemet skall utföra arbete genereras för lutningsmanöverdon (4) en instruktionssignal (cur) och för axelorienteringssystemet (3) i enlighet med en standarduppsättning parametrar som är relaterade till färdhastigheten och färdvägens egenskaper.

Denna standardsuppsättning parametrar är en standar- med abskissor och ordinator i diserad kurva (cur) följande form: II cur func.param(vel,Lt,R,per,pos) där: standardinstruktion Cllr func.param funktion av parametrarna 509 153 10 15 20 25 30 35 vel = fordonets färdhastighet Lt = övergàngskurvans längd R = färdvägens kurvradie Per = skillnaden i krökning mellan inner- och ytterspår pos = den absoluta position för vilken cur evalueras.

Uppsättningen parametrar ritas upp genom användning av, t ex, polynomfunktioner eller harmoniska funktioner.

Uppsättningen parametrar (func.param) är unik för alla kurvor och för varje typ av fordon. För att få fram standardinstruktionen (cur) i varje fall är det till- räckligt att sätta in värdena på vel, Lt, R, per och pos i formeln ovan.

Denna standarduppsättning parametrar eller detta standarduppträdande hos fordonet i kurvan definieras för användaren som den mest lämpliga för den typ av färdväg som fordonet skall ta och är beroende av såväl de dyna- miska egenskaperna hos fordonet och vilken typ av man- överdon som används som dess fysiska placering, och denna kan erhållas på konventionellt sätt genom teoretiska eller praktiska anlysmetoder.

Ett exempel på hur man kan ta fram denna standard- uppsättning parametrar kommer att beskrivas nedan för ett konkret fall. miska egenskaper hos fordonet, en given typ av manöverdon För en given typ av färdväg, givna dyna- och dess placering i fordonet, genererar en dator en dynamisk simulering av fordonets uppträdande i en kurva. bland ett paket för beräkning av inverterad Dessa (konventionella) simuleringsprogram har, andra funktioner, dynamik. Med denna funktion är det möjligt att utröna vilken standard som skall följas av en kommandosignal (standardkommando) för ett manöverdon för att en dynamisk parameter för fordonet skall följa en tidigare fastlagd standard. Det vill säga att eftersom man vet lösningen på problemet i förväg (den i förväg fastlagda standarden för en dynamisk parameter för fordonet) måste man ta reda på 10 15 20 25 30 35 509 153 vad som är frågan (standarden för manöverdonet). Den standard som man får fram justeras och ges parametrar medelst en konventionell metod, d v s medelst t ex poly- nomfunktioner eller harmoniska funktioner.

För detta lutningssystem är den standard som tidiga- re fastlagts trappetsformade konturer på den laterala acceleration (a) som upplevs av passageraren (fig 5).

Formen på denna kurva är proportionell mot profilen pà färdvägens krökning (I/R) och amplituden på den maximala (amax) vilken laterala accelerationen hos passagerarna, kan vara begränsad till exempelvis 0,55 m/sz. cte = inträdesövergàngskurvan c = den riktiga kurvan cts = utträdesövergångskurvan Pa = den absoluta positionen Det är manöverdonen (4) som initierar lutningen. De är placerade mellan boggiernas (8) chassin och, direkt De kan vara av olika För att eller indirekt, vagnskorgen (7). typer, såsom hydraliska, elektromekaniska osv. åstadkomma den önskade lutningseffekten i vagnskorgen (4) kan de ha vissa mekaniska element mellan boggin och korgen som säkerställer en relativ vridning dem emellan.

De innefattar också några vridmätare (9) som matar (UCB) (2).

Närmast beskrivs nu två utföringsformer, som inte är begränsande, och visas den mekaniska konfigurationen hos ett fordon med lutningssystem: ledad konfiguration och en konfiguration med differentierad fjädring. ledad (fig 2) Denna konfiguration är baserad på att man mellan Konfiguration 1: boggiernas (8) chassin och korgen (7) hos en järnvägsvagn (10), visas som en fyrkantig konturlinje , medelst exempelvis (ll). (10) hos den sekundära vertikalfjädringen (12), av konventionellt slag med fjädrar eller pneumatiska anordnar en lutningskryssbalk (cross-beam) som axlarna Denna lutningskryssbalk uppbär basen som kan vara cylindrar. Den enda relativa rörelse som tillåts mellan 509 153 10 l5 20 25 30 boggiernas chassin och lutningskryssbalken är en vridning i rörelseriktningen (balansvridning).

Konfiguration 2: sekundär differentierad fjädring (fig 3 och 4).

Den andra tänkbara konfigurationen av lutnings- systemet består i att vid en konventionell boggi fästa (81) (13). (4) har till uppgift att skapa en (b), och boggichassina två lutningsmanöverdon (4) mellan boggichassina och basen (b) hos den sekundära vertikalfjädringen Dessa manöverdon hos den sekundära (8U- Nedan beskrivs ett exempel på en tillämpning av relativ förskjutning mellan basen vertikalfjädringen, denna lösning som består i att anordna två enkelverkande (14) burna i basen på spiralfjädrarna av lutningstyp vilka är upp- (15) fjädringen hos en konventionell passagerarboggi. Cylin- hydrauliska cylindrar hos den sekundära derkroppen befinner sig i det inre av fjädern.

Det problem som uppstår med denna lösning är att cylindern (14) måste bära upp vikten på korgen (7) som befinner sig ovanför den.

Fig 3 visar ett tvärgàende snitt av en konventionell boggi som har vertikafjädring av fjädertyp i vilken man kan se lutningscylinderarrangemanget som baseras pà denna konfiguration.

Det bör förstås att man istället för profilen för sidoaccelerationen och vinkelaccelerationen kan program- mera in profilen för hastighet eller förskjutning (endast om den skall härledas) hos fordonet/passagerarna, eller vid okompenserad acceleration vad som är den okompense- rade sidoaccelerationen genom gravitationen eller någon annan relaterad variabel.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 509 153 PATENTKRAV

1. Lutningssystem för järnvägsvagnar, k ä n n e - t e c k n a t av det innefattar: a) en minnesenhet i vilken varje färdväg delas in i sektioner vilka identifieras av åtminstone följande parametrar; kurvradie, längden på kurvan, kurvdifferens mellan inre och yttre skena och absolut position; b) ett positionsdetekteringssystem som kontinuerligt matar parametrarna hastighet och absolut position för fordonet till; c) en intelligent styrenhet i vilken en standard- uppsättning kommandoparametrar har fastställts, kvanti- fierats under utnyttjande av värdena på parametrarna som mottas från minnesenheten och positionsdetekteringssystemet under utnyttjande av ett konventionellt program för dynamisk simulering av for- donets uppförandet i en kurva som kan beräkna inverterad dynamik, varvid det har fastställts att den dynamiska parametern är den sidoriktade accelerationen hos passa- gerarna i fordonet i enlighet med en på förhand fast- ställd profil, varigenom har upprättats en uppsättning standardinstruktioner, vilka matas till; d) lutningsmanöverenheter som är placerade mellan fordonets boggichassi och direkt/indirekt fordonskorgen så att en variabel som direkt/indirekt är relaterad till den okompenserade accelerationen hos fordonet stämmer överens med en på förhand fastställd profil.

2. Lutningssystem för järnvägsvagnar enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar mät- enheter, för mätning av relativ vridning mellan vagn- korgen och boggichassit, från vilka signaler matas till styrenheten.

3. Lutningssystem för järnvägsvagnar enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att det inne- fattar ett system för axelorientering, som reducerar 509 155 10 15 obalanser i sidoriktade hjulpåkänningar pà de två axlarna i en och samma boggi.

4. Lutningssystem för järnvägsvagnar enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att det mellan vagnkorgen och boggin är anordnat en lutningskryssbalk som är fästad vid boggin medelst ett fyrkantigt ramverk och som driver manöverenheterna mellan boggin och luningskryssbalken.

5. Lutningssystem för järnvägsvagnar enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att manöverenheterna är anordnade mellan boggichassit och den sekundära verti- kalfjädringens bas.

6. Lutningssystem för järnvägsvagnar enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a t av att var och en av manöver- enheterna är en fluidcylinder av hermetisk typ som är uppburen i botten av den sekundära fjädringens fjädrar.