DE20321136U1

DE20321136U1 - Großräumiges Fahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere Schienenfahrzeug, mit gelenkig verbundenen Wagenkästen

Info

Publication number: DE20321136U1
Application number: DE20321136U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2013-09-20

Abstract

Großräumiges Fahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere Schienenfahrzeug, das durch Gelenkverbindungen gekoppelte Wagenkästen (6, 7) aufweist, von denen wenigstens zwei Wagenkästen (6) jeweils auf einem Drehgestell oder Fahrwerk abgestützt sind, wobei alle Gelenkverbindungen bei Kurvenfahrt Wendebewegungen der Wagenkästen (6, 7) um die Hochachse zulassen und bei einem mehr als dreiteiligen Fahrzeug zumindest eine Gelenkverbindung derart ausgebildet ist, dass das Fahrzeug bei Mulden- oder Kuppenfahrt Nickbewegungen um die Querachse ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gelenkverbindungen ein Verbindungselement (2) aufweist, das derart ausgebildet und an zwei Wagenkästen (6, 7) angeschlossen ist, dass Schwenk- und Wankbewegungen um die Fahrzeuglängsachse ermöglicht sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein großräumiges Fahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere ein Schienenfahrzeug, das durch Gelenkverbindungen gekoppelte Wagenkästen aufweist, von denen wenigstens zwei Wagenkästen jeweils auf einem Drehgestell oder Fahrwerk abgestützt sind, wobei alle Gelenkverbindungen bei Kurvenfahrt Wendebewegungen der Wagenkästen um die Hochachse zulassen und bei einem mehr als dreiteiligen Fahrzeug zumindest eine Gelenkverbindung derart ausgebildet ist, dass das Fahrzeug bei Mulden- oder Kuppenfahrt Nickbewegungen um die Querachse ausführen kann.
In der Zeitschrift Der Nahverkehr, Nr. 6/1996, Seiten 48 bis 53, ist ein innovatives Rohbaukonzept für ein modulares Straßenbahnfahrzeug beschrieben. Bei dem in 2 dieser Literaturstelle gezeigten vierteiligen Prototyp-Fahrzeug ist ein brückenartig gestalteter Wagenkasten (Mittelmodul) gelenkig mit zwei Wagenkästen verbunden, die jeweils auf einem zweiachsigen Fahrwerk abgestützt sind (zweiachsige Fahrwerkmodule). Das Prototyp-Fahrzeug hat weiter einen Wagenkasten, der auf einem einachsigen Fahrwerk ruht (einachsiges Fahrwerkmodul). Die unteren Gelenkverbindungen umfassen sphärisch bewegliche Fahrzeuggelenke, die über Konsolen mit den Wagenkästen starr verbunden sind. Diese unteren Gelenke, die als Baugruppe beispielsweise durch die DE 101 39 970 A1 bekannt sind, lassen Schwenkbewegungen und prinzipiell auch Nick- sowie Wankbewegungen zu. Die beim Prototyp-Fahrzeug zwischen dem Mittelmodul und den beiden zweiachsigen Fahrwerkmodulen angeordnete erste Ausführung der oberen Gelenke lässt lediglich eine Schwenkbewegung um die Hochachse (z-Achse) zu. Eine beim Prototypen zwischen dem Wagenkasten mit dem einachsigen Fahrwerkmodul und dem Mittelmodul angeordnete zweite Ausführung des oberen Gelenks erlaubt dem Fahrzeug beim Durchfahren einer Mulde bzw. Kuppe auch eine Nickbewegung um die Querachse. Bei dieser zweiten Gelenkausführung sind die Wagenkästen über einen Querlenker verbunden, der an einer jeweiligen Konsole beider Wagenkästen angreift.
Bei dem zuvor erläuterten modularen Fahrzeug und auch bei anderen sogenannten Multigelenkfahrzeugen – siehe dazu in der Zeitschrift Railway Gazette 2003, Seiten 57 bis 64, beispielsweise 4 "Dresden NGTD 6", 6 "Citadis" und 7 "Cityrunner" – werden also Gelenke eingesetzt, die entweder nur ein Schwenken der Wagenkästen um die Hochachse oder ein Schwenken und Nicken der Wagenkästen um die Hochachse bzw. um die Querachse zulassen. Bei bestimmten Gleissituationen (wie insbesondere Gleisüberhöhungen in Kurven oder Gleisverwindungen) kommt es zu einer Torsion der Wagenkästen mit der Folge hoher Beanspruchungen der Struktur der Wagenkästen. Wenngleich die Wagenkästen im Hinblick auf diese hohen Beanspruchungen dimensioniert sind, sind Überlastungen und Beschädigungen der Wagenkastenstrukturen im Fahrbetrieb nicht auszuschließen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein großräumiges Fahrzeug mit den gattungsgemäßen Merkmalen auf möglichst einfache Weise so auszubilden, dass bei allen Gleissituationen Überlastungen und Beschädigungen der Wagenkastenstrukturen sicher vermieden sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine der Gelenkverbindungen ein Verbindungselement aufweist, das derart ausgebildet und an zwei Wagenkästen angeschlossen ist, dass Schwenk- und Wankbewegungen um die Fahrzeuglängsachse ermöglicht sind. Das Verbindungselement kann als starre Lenkerstange ausgebildet und über Kugelgelenke mit den beiden Wagenkästen verbunden sein. Alternativ ist es möglich, das Verbindungselement als tordierbare Lenkerstange auszubilden und über einachsige Gelenke mit den beiden Wagenkästen zu verbinden.
Da nach der Erfindung eine der Gelenkverbindungen eine Schwenk- und Wankbewegung der Wagenkästen zulässt, tritt vorteilhaft keine torsionale Beanspruchung der Wagenkästen auf, die Beschädigungen hervorrufen könnte.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, die in der Zeichnung jeweils prinzipartig dargestellt sind.
Die 1 bis 3 zeigen zwei Wagenkästen eines Schienenfahrzeuges mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkverbindung, wobei 1 die Neutralstellung, 2 eine reine Wankbewegung und 3 eine reine Schwenkbewegung veranschaulichen.
4 zeigt zwei Wagenkästen eines Schienenfahrzeuges mit einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkverbindung in Neutralstellung.
In den 5, 6 und 7 sind am Beispiel der ersten Ausführungsform der Gelenkverbindung nach 1 jeweils unterschiedliche Ausbildungen und Anordnungen eines Bauteils zum Begrenzen der Wankbewegungen dargestellt.
Die Wagenkästen 6, 7 sind vorzugsweise Bestandteile eines modular gestalteten Schienenfahrzeuges, das z. B. insgesamt drei, fünf oder mehr Wagenkästen aufweist. Der Wagenkasten 6 kann auf einem Drehgestell oder Fahrwerk abgestützt sein, während der Wagenkasten 7 brückenartig ausgebildet und durch den abgestützten Wagenkasten 6 und einen weiteren abgestützten Wagenkasten (6) getragen wird, der in Zeichnungsebene der 1 bis 7 rechts neben dem brückenartigen Wagenkasten 7 angeordnet ist. Es ist jedoch auch denkbar, alle Wagenkästen auf Drehgestellen oder Fahrwerken abzustützen.
Alle Wagenkästen des mehrteiligen Schienenfahrzeuges sind durch Gelenkverbindungen gekoppelt, die bei Kurvenfahrt Wendebewegungen der Wagenkästen um die Hochachse zulassen. Bei einem mehr als dreiteiligen Schienenfahrzeug ist zumindest eine Gelenkverbindung derart ausgebildet, dass das Fahrzeug bei Mulden- oder Kuppenfahrt Nickbewegungen um die Querachse ausführen kann. Um zusätzlich Wankbewegungen der Wagenkästen 6, 7 um die Fahrzeuglängsachse zu ermöglichen, weist die gezeigte Gelenkverbindung ein Verbindungselement 2 auf, das gemäß den 1 bis 3 sowie 4 bis 7 als starre Lenkerstange ausgebildet und über Kugelgelenke 3, 4 mit den beiden Wagenkästen 6, 7 verbunden ist. Bei der aus 4 ersichtlichen alternativen Ausführung ist das Verbindungselement 2 als tordierbare Lenkerstange ausgebildet und über einachsige Gelenke 8, 9 mit den beiden Wagenkästen 6, 7 verbunden. Im unteren Bereich sind die Wagenkästen 6, 7 durch ein sphärisch bewegliches Fahrzeuggelenk 1 gekuppelt.
Eine der durch die Kugelgelenke 3, 4 bzw. durch die einachsigen Gelenke 8, 9 gebildeten Drehachsen und die Drehachse des Fahrzeuggelenks 1 liegen bevorzugt in derselben Vertikalachse 10. Dadurch ist ein einwandfreies Schwenken um die Hochachse möglich.
Die Wankbewegung ist grundsätzlich durch die Länge des Verbindungselements 2 begrenzt. Es empfiehlt sich allerdings, die Wankbewegungen durch ein Bauteil 5 zu begrenzen, das eine dämpfende Funktion hat und die Funktion eines Anschlages beinhaltet. Außerdem kann das Bauteil 5 eine federnde Funktion aufweisen. Gemäß 5 greift das Bauteil 5 an den beiden Wagenkästen 6, 7 an. Entsprechend 6 und 7 kann das Bauteil 5 auch so angeordnet sein, dass es einerseits an einem der Wagenkästen 6, 7 und andererseits an einem der Kugelgelenke 3, 4 angreift. Die in den 5 bis 7 gezeigten Anordnungen des die Wankbewegungen begrenzenden Bauteils 5 sind ohne weiteres auf die in 4 dargestellte zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gelenkverbindung übertragbar.

1: sphärisch bewegliches Fahrzeuggelenk
2: Verbindungselement
3: Kugelgelenk
4: Kugelgelenk
5: Bauteil zum Begrenzen der Wankbewegungen
6: Wagenkasten
7: Wagenkasten
8: einachsiges Gelenk
9: einachsiges Gelenk
10: Vertikalachse

Claims

Großräumiges Fahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere Schienenfahrzeug, das durch Gelenkverbindungen gekoppelte Wagenkästen (6, 7) aufweist, von denen wenigstens zwei Wagenkästen (6) jeweils auf einem Drehgestell oder Fahrwerk abgestützt sind, wobei alle Gelenkverbindungen bei Kurvenfahrt Wendebewegungen der Wagenkästen (6, 7) um die Hochachse zulassen und bei einem mehr als dreiteiligen Fahrzeug zumindest eine Gelenkverbindung derart ausgebildet ist, dass das Fahrzeug bei Mulden- oder Kuppenfahrt Nickbewegungen um die Querachse ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gelenkverbindungen ein Verbindungselement (2) aufweist, das derart ausgebildet und an zwei Wagenkästen (6, 7) angeschlossen ist, dass Schwenk- und Wankbewegungen um die Fahrzeuglängsachse ermöglicht sind.
Großräumiges Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (2) als starre Lenkerstange ausgebildet und über Kugelgelenke (3, 4) mit den beiden Wagenkästen (6, 7) verbunden ist.
Großräumiges Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (2) als tordierbare Lenkerstange ausgebildet und über einachsige Gelenke (8, 9) mit den beiden Wagenkästen (6, 7) verbunden ist.
Großräumiges Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der durch die Kugelgelenke (3, 4) bzw. durch die einachsigen Gelenke (8, 9) gebildeten Drehachsen und die Drehachse eines mit Höhenabstand mittig zwischen den Wagenkästen (6, 7) angeordneten sphärisch beweglichen Fahrzeuggelenks (1) in derselben Vertikalachse (10) liegen.
Großräumiges Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wankbewegungen durch ein Bauteil (5) begrenzt sind, das eine dämpfende Funktion aufweist.
Großräumiges Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (5) die Funktion eines Anschlags beinhaltet.
Großräumiges Fahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (5) eine federnde Funktion hat.
Großräumiges Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die Wankbewegungen begrenzende Bauteil (5) an den beiden Wagenkästen (6, 7) angreift.
Großräumiges Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die Wankbewegungen begrenzende Bauteil (5) einerseits an einem der Wagenkästen (6, 7) und andererseits an einem der Kugelgelenke (3, 4) bzw. einem der einachsigen Gelenke (8, 9) angreift.