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EP1647462B1 - Großräumiges Fahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere Schienenfahrzeug, mit gelenkig verbundenen Wagenkästen - Google Patents

Großräumiges Fahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere Schienenfahrzeug, mit gelenkig verbundenen Wagenkästen Download PDF

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EP1647462B1
EP1647462B1 EP05108112A EP05108112A EP1647462B1 EP 1647462 B1 EP1647462 B1 EP 1647462B1 EP 05108112 A EP05108112 A EP 05108112A EP 05108112 A EP05108112 A EP 05108112A EP 1647462 B1 EP1647462 B1 EP 1647462B1
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EP
European Patent Office
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vehicle
bodies
transverse direction
coach
bracket
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EP05108112A
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French (fr)
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EP1647462A1 (de
Inventor
Volker Albert
Frank Teuber
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D3/00—Wagons or vans
    • B61D3/10—Articulated vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
    • B61G5/02—Couplings for special purposes not otherwise provided for for coupling articulated trains, locomotives and tenders or the bogies of a vehicle; Coupling by means of a single coupling bar; Couplings preventing or limiting relative lateral movement of vehicles

Definitions

  • the invention relates to a large-scale vehicle for passenger transport, in particular rail vehicle, which has articulated joints coupled car bodies, of which at least two car bodies are each supported on a bogie or chassis, formed as pivot bearings articulated joints allow during cornering rotational movements of the car bodies around the vertical axis, at least one of the pivot bearings in the upper vehicle area in the vehicle transverse direction is slidably connected to one of the carts and thereby allows in addition to the rotational movements about the vertical axis and rolling movements of the car bodies to the vehicle longitudinal axis.
  • Such a rail vehicle is from the DE-B-1 164 246 discloses, in particular, a telescopic tube is disclosed, which is held by a car body end at a distance therefrom, so that an intermediate portion of the telescopic tube in the transverse direction of the rail vehicle is "displaceable".
  • FIG. 2 This reference shown four-part prototype vehicle is a bridge-like car body (center module) hinged to two car bodies connected, each on a biaxial Suspension are supported (biaxial suspension modules).
  • the prototype vehicle also has a car body resting on a single-axle chassis (single-axle chassis module).
  • the lower joints include spherically movable vehicle joints, which are rigidly connected via consoles with the car bodies.
  • the first embodiment of the upper joints arranged in the prototype vehicle between the center module and the two two-axle chassis modules only permits a pivoting movement about the vertical axis (z-axis).
  • An arranged in the prototype between the car body with the uniaxial suspension module and the center module second embodiment of the upper joint also allows the vehicle when driving through a trough or a pitch a pitching movement about the transverse axis.
  • the car bodies are connected via a transverse link which engages a respective console of both car bodies.
  • the invention is therefore based on the object in a large-scale vehicle with the generic features designed as a pivot bearing articulation or more such joints in the simplest possible way so that overloads and damage to the car body structures are safely avoided in all track situations.
  • pivot bearing has a console which is slidably held on the car body in the vehicle transverse direction.
  • At least one of the pivot bearings of the vehicle permits pivoting movements and also rolling movements of the vehicle bodies, ideally no torsional loading of the vehicle bodies occurs, which could cause damage.
  • Fig. 1 and 2 show in each case joints between two car bodies of a rail vehicle in a perspective view.
  • the car bodies 1 and 2 are preferably components of a modular rail vehicle, which has more than three car bodies.
  • the car body 1 may be supported on a bogie or chassis, while the car body 2 is formed like a bridge and supported by the supported car body 1 and another supported car body (1), which is arranged in the drawing plane right next to the bridge-like car body 2.
  • All car bodies of the multi-part rail vehicle are coupled by articulated joints, which allow for cornering rotational movements D of the car bodies about the vertical axis 5.
  • at least one articulated connection is designed such that the vehicle can also execute pitching movements around the transverse axis in the event of trough or uphill travel.
  • the car bodies 1 and 2 are connected to each other in the upper area on carriages mounted side consoles 3 and 4 and a spherical joint 6.
  • the console 3 is mounted on the vehicle body 1 in such a way (eg by a linear guide) that a displacement Q of the console 3 in the vehicle transverse direction can take place at the connection point.
  • the additional rolling movements between the car bodies 1 and 2 are achieved in that the console 3 is connected via an axle 8 to the car body 1 and can move on this axis 8 relative to the car body 1 in the vehicle transverse direction (see Q).
  • the axis 8 is also conceivable in multipart design.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Vehicle Step Arrangements And Article Storage (AREA)
  • Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Seats For Vehicles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein großräumiges Fahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere Schienenfahrzeug, das durch Gelenkverbindungen gekoppelte Wagenkästen aufweist, von denen wenigstens zwei Wagenkästen jeweils auf einem Drehgestell oder Fahrwerk abgestützt sind, wobei als Schwenklagerungen ausgebildete Gelenkverbindungen bei Kurvenfahrt Drehbewegungen der Wagenkästen um die Hochachse zulassen, wobei zumindest eine der Schwenklagerungen im oberen Fahrzeugbereich in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar an einen der wagenkästen angeschlossen ist und dadurch neben den Drehbewegungen um die Hochachse auch Wankbewegungen der Wagenkästen um die Fahrzeuglängsachse ermöglicht.
  • Ein solches Schienenfahrzeug ist aus der DE-B-1 164 246 bekannt, wobei insbesondere ein Teleskoprohr offenbart wird, das von einem Wagenkastenende aus in einem Abstand dazu festgehalten ist, so dass ein Zwischenabschnitt des Teleskoprohrs in Querrichtung des Schienenfahrzeugs "verschiebbar" ist.
  • Zum Stand der Technik im Sinne von Artikel 54(3) EPÜ für die Erfindung zählt außerdem die WO 2005/037621 A1 .
  • In der Zeitschrift Der Nahverkehr, Nr. 6/1996, Seiten 48 bis 53, ist ein innovatives Rohbaukonzept für ein modulares Straßenbahnfahrzeug beschrieben. Bei dem in Abb. 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 Nicksowie 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 so genannten Multigelenkfahrzeugen - siehe dazu in der Zeitschrift Railway Gazette 2003, Seiten 57 bis 64, beispielsweise Fig. 4 "Dresden NGTD 6", Fig. 6 "Citadis" und Fig. 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, bei einem großräumigen Fahrzeug mit den gattungsgemäßen Merkmalen eine als Schwenklagerung ausgebildete Gelenkverbindung oder mehrere solcher Gelenkverbindungen auf möglichst einfache Weise so auszugestalten, dass bei allen Gleissituationen Überlastungen und Beschädigungen der Wagenkastenstrukturen sicher vermieden sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schwenklagerung eine Konsole aufweist, die am Wagenkasten in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar gehalten ist.
  • Da nach der Erfindung zumindest eine der Schwenklagerungen des Fahrzeuges Schwenkbewegungen und auch Wankbewegungen der Wagenkästen zulässt, tritt Idealerweise 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 zwei Ausführungbeispielen näher beschrieben, die in der Zeichnung prinzipartig dargestellt sind. Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils Gelenkverbindungen zwischen zwei Wagenkästen eines Schienenfahrzeuges in perspektivischer Darstellung.
  • Die Wagenkästen 1 und 2 sind vorzugsweise Bestandteile eines modular gestalteten Schienenfahrzeuges, welches mehr als drei Wagenkästen aufweist. Der Wagenkasten 1 kann auf einem Drehgestell oder Fahrwerk abgestützt sein, während der Wagenkasten 2 brückenartig ausgebildet ist und durch den abgestützten Wagenkasten 1 und einen weiteren abgestützten Wagenkasten (1) getragen wird, welcher in der Zeichnungsebene rechts neben dem brückenartigen Wagenkasten 2 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 Drehbewegungen D der Wagenkästen um die Hochachse 5 zulassen. Bei einem mehr als dreiteiligen Schienenfahrzeug ist zumindest eine Gelenkverbindung derart ausgebildet, dass das Fahrzeug bei Mulden- oder Kuppenfahrt auch Nickbewegungen um die Querachse ausführen kann.
  • Die Wagenkästen 1 und 2 sind im oberen Bereich über wagenseitig montierte Konsolen 3 bzw. 4 und ein sphärischen Gelenk 6 miteinander verbunden. Um zusätzliche Wankbewegungen der Wagenkästen 1 und 2 um die Fahrzeuglängsachse zu ermöglichen, ist gemäß Fig. 1 die Konsole 3 an dem Wagenkasten 1 derart montiert (z. B. durch eine Linearführung), dass an der Verbindungsstelle eine Verschiebung Q der Konsole 3 in Fahrzeugquerrichtung erfolgen kann. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 werden die zusätzlichen Wankbewegungen zwischen den Wagenkästen 1 und 2 dadurch erreicht, dass die Konsole 3 über eine Achse 8 mit dem Wagenkasten 1 verbunden ist und sich auf dieser Achse 8 gegenüber dem Wagenkasten 1 in Fahrzeugquerrichtung verschieben kann (siehe Q). Die Achse 8 ist auch in mehrteiliger Ausführung denkbar.
  • Bei den anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Funktionsprinzipien empfiehlt es sich, die Querverschiebbarkeit Q der Konsole 3 gegenüber dem Wagenkasten 1 durch Bauteile zu begrenzen, die insbesondere als Queranschlag 9 ausgebildet sein können. Zusätzlich können Elemente 10 mit federnder Wirkung und/oder Elemente 11 mit dämpfender Wirkung eingesetzt werden, die das Verhalten der Querverschiebung Q entsprechend beeinflussen.
  • Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, befinden sich der Drehpunkt des oberen sphärischen Gelenks 6 und der Drehpunkt eines unteren sphärischen Gelenks 7 zwischen den beiden Wagenkästen 1 und 2 im Sinne einwandfreier Schwenkbewegungen i Idealerweise in derselben Hochachse 5.
  • Die hier beschriebenen Funktionsprinzipien sind grundsätzlich auch auf die Verbindungsstelle zwischen dem Wagenkasten 2 und der Konsole 4 übertragbar.

Claims (6)

  1. Großräumiges Fahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere Schienenfahrzeug, das durch Gelenkverbindungen gekoppelte Wagenkästen (1, 2) aufweist, von denen wenigstens zwei Wagenkästen jeweils auf einem Drehgestell oder Fahrwerk abgestützt sind, wobei als Schwenklagerungen ausgebildete Gelenkverbindungen bei Kurvenfahrt Drehbewegungen (D) der Wagenkästen (1, 2) um die Hochachse (5) zulassen, wobei zumindest eine der Schwenklagerungen im oberen Fahrzeugbereich in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar (Q) an einen der Wagenkästen (1) angeschlossen ist und dadurch neben den Drehbewegungen (D) um die Hochachse (5) auch Wankbewegungen der Wagenkästen (1, 2) um die Fahrzeuglängsachse ermöglicht,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schwenklagerung eine Konsole (3) aufweist, die am Wagenkasten (1) in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar (Q) gehalten ist.
  2. Großräumiges Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (3) mit einer am Wagenkasten (1) angebrachten Achse (8) verbunden und auf dieser Achse (8) querverschiebbar (Q) ist.
  3. Großräumiges Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebbarkeit (Q) der Schwenklagerung bzw. ihrer Konsole (3) in Fahrzeugquerrichtung durch Queranschläge (9) begrenzt ist.
  4. Großräumiges Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebbarkeit (Q) der Schwenklagerung bzw. ihrer Konsole (3) in Fahrzeugquerrichtung durch wenigstens ein Element (10) mit federnder Wirkung beeinflusst ist.
  5. Großräumiges Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebbarkeit (Q) der Schwenklagerung bzw. ihrer Konsole (3) in Fahrzeugquerrichtung durch wenigstens ein Element (11) mit dämpfender Wirkung beeinflusst ist.
  6. Großräumiges Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkverbindung der Wagenkästen (1, 2) ein oberes sphärisches Gelenk (6) und ein unteres sphärisches Gelenk (7) aufweist, wobei die Drehachsen dieser beiden Gelenke (6, 7) in derselben Hochachse (5) liegen.
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