AT514458A1 - Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug - Google Patents

Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
AT514458A1
AT514458A1 ATA50410/2013A AT504102013A AT514458A1 AT 514458 A1 AT514458 A1 AT 514458A1 AT 504102013 A AT504102013 A AT 504102013A AT 514458 A1 AT514458 A1 AT 514458A1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
control volume
rail vehicle
suspension device
air suspension
air
Prior art date
Application number
ATA50410/2013A
Other languages
English (en)
Other versions
AT514458B1 (de
Inventor
Walter Dipl Ing Gunselmann
Martin Dipl Ing Kollmann
Original Assignee
Siemens Ag Oesterreich
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 Ag Oesterreich filed Critical Siemens Ag Oesterreich
Priority to ATA50410/2013A priority Critical patent/AT514458B1/de
Priority to PCT/EP2014/062760 priority patent/WO2014202631A1/de
Publication of AT514458A1 publication Critical patent/AT514458A1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT514458B1 publication Critical patent/AT514458B1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
    • B60G17/052—Pneumatic spring characteristics
    • B60G17/0523—Regulating distributors or valves for pneumatic springs
    • B60G17/0525—Height adjusting or levelling valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/0152—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit
    • B60G17/0155—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit pneumatic unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
    • B60G17/0185—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method for failure detection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
    • B60G17/0416—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics regulated by varying the resiliency of hydropneumatic suspensions
    • B60G17/0424—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics regulated by varying the resiliency of hydropneumatic suspensions by varying the air pressure of the accumulator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
    • B60G17/052—Pneumatic spring characteristics
    • 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
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/04—Bolster supports or mountings
    • B61F5/10—Bolster supports or mountings incorporating fluid springs
    • 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
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
    • B61F5/24—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes
    • B61F5/245—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes by active damping, i.e. with means to vary the damping characteristics in accordance with track or vehicle induced reactions, especially in high speed mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/023—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means
    • F16F15/027—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means comprising control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/05—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall the flexible wall being of the rolling diaphragm type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60G2300/10—Railway vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/20—Spring action or springs
    • B60G2500/206—Variable pressure accumulators for hydropneumatic suspensions
    • B60G2500/2062—Variable pressure accumulators for hydropneumatic suspensions by varying the air-pressure of the accumulator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/20—Spring action or springs
    • B60G2500/22—Spring constant

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug, umfassend eine Luftfeder (1), wobei das in der Luftfeder (1) umfasste Gasvolumen (2) über eine Leitung (3) mit einem Regelvolumen (5) eines Regelvolumenbehälter (4) verbunden ist, wobei das Regelvolumen (5) mittels einer kraftunterstützten Betätigungseinrichtung in seinem Rauminhalt veränderbar ist.

Description

Be s ehre ibung
Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug.
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug.
Stand der Technik
Passagierschienenfahrzeuge sind sehr häufig mit einer Luftfederung ausgestattet. Dabei ist je Fahrwerk und je Fahrzeugseite ein mit Druckluft gefüllter Balg aus elastischem Material zwischen dem Fahrwerk und dem Wagenkasten angeordnet, welcher die bei Kurvenfahrt entstehende Verdrehung zwischen den genannten Bauteilen von ca. 8 Grad gewährleisten kann. Diese Art der Federung bringt eine Vielzahl an Vorteilen mit sich, beispielsweise bietet sie sehr gute Federungseigenschaften bei geringem Platzbedarf. Insbesondere jedoch kann mittels einer Luftfederung ein Niveauausgleich sehr einfach realisiert werden. Dazu ist das Luftdrucksystem der Luftfeder mit Mitteln zum Be- und Entlüften auszustatten, sowie Einrichtungen zur Erfassung der aktuellen Einfederung vorzusehen. Solcherart kann eine automatische
Niveauregulierung geschaffen werden, welche es beispielsweise ermöglicht, dass U-Bahnen unabhängig von ihrem Beladungszustand immer den geringstmöglichen Niveauunterschied zwischen dem Bahnsteig- und dem Passagierbodenniveau aufweisen. Dabei weist eine typische Luftfeder ein Volumen von ca. 401 auf, wobei der Druck in einem Bereich von ca. 2 bis 5 Bar geregelt ist. Diese Art einer Niveauregulierung ist sehr lange aus dem Stand der Technik bekannt, bedarf jedoch einer fahrzeugseitigen Druckluftversorgung. Neuere Schienenfahrzeugentwicklungen zielen auf den Entfall der Druckluftversorgung, da diese eine Vielzahl an teuren, schweren und wartungsintensiven Komponenten umfasst. Ein Fahrzeug ohne bordeigene Druckluftversorgung muß den Betrieb von bisher mit Druckluft betriebenen Geräten und Komponenten auf andere Art gewährleisten. Für Bremen, Türbetätigungen, Schiebetritte, etc. sind bereits elektrische Alternativantriebe entwickelt. Soll eine druckluftlose Federung geschaffen werden, so kann beispielsweise auf eine konventionelle Stahlblatt- oder Schrauben- bzw. Spiralfederung zurückgegriffen werden. Damit ist jedoch eine Vielzahl an Nachteilen, wie erhöhtes Gewicht oder vergrößerter Platzbedarf verbunden. Ebenso ist eine Niveauregulierung dabei nur sehr aufwendig und kompliziert umsetzbar.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug anzugeben, welche eine Niveauausgleichsmöglichkeit bietet, wobei keine fahrzeugseitige Druckluftversorgung erforderlich ist.
Die Aufgabe wird durch eine Luftfederungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Schienenfahrzeug gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird eine Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug aufgebaut, welches eine Luftfeder umfasst, wobei das in der Luftfeder umfasste Gasvolumen über eine Leitung mit einem Regelvolumen eines Regelvolumenbehälter verbunden ist, und wobei das Regelvolumen mittels einer kraftunterstützten
Betätigungseinrichtung in seinem Rauminhalt veränderbar ist.
Dadurch ist der Vorteil erzielbar, den Druck in dieser so aufgebauten Luftfederungseinrichtung verändern zu können, ohne dass dazu eine externe Druckluftversorgung erforderlich ist. Solcherart gelingt es, ein geschlossenes Luftfedersystem aufbauen zu können, welches sämtliche Vorteile einer konventionellen Luftfederung behält, jedoch ausschließlich elektrische Energie benötigt.
Erfindungsgemäß ist das in der Luftfeder enthalten Volumen über eine Leitung mit einem Regelvolumen verbunden. Diese drei Volumina (Luftfeder, Leitung und Regelvolumen) sind über eine Fülleinrichtung mit Gas befüllbar, bzw. ist das Gas über diese Fülleinrichtung ablaßbar. Diese Gasfüllung ist bei Inbetriebnahme der Luftfedereinrichtung vorzunehmen und es kann gegebenenfalls bei einem Druckverlust Gas nachgefüllt werden.
Vorteilhafterweise ist die Luftfedereinrichtung mit einer Druckbestimmungseinrichtung (Manometer) ausgestattet, welche ein Signal an eine Fahrzeugsteuerung abzugeben imstande ist. Dadurch kann ein auftretender Druckverlust frühzeitig erkannt werden und eine Gasnachfüllung erfolgen.
Sollte die Luftfedereinrichtung undicht werden, d.h. die gesamte Gasfüllung verlieren, so sinkt die Luftfeder auf ihr geometrisch tiefstmöglichstes Niveau. Ein
Passagierschienenfahrzeug ist jedoch gemäß der relevanten Zulassungsnormen auch bei entlüfteter Luftfedereinrichtung noch sicher betreibbar, sodass von einem Versagen der Luftfedereinrichtung keine Gefahr ausgeht. Es ist jedoch mit einem verringerten Einstiegskomfort für die Passagiere zu rechnen, da eine Stufe zwischen dem Passagierraumboden und dem Bahnsteigniveau unvermeidbar ist.
Die Zuverlässigkeit einer erfindungsgemäßen
Luftfedereinrichtung ist höher als jene der gebräuchlichen, an eine zentrale Druckluftversorgung angeschlossenen Luftfedern. Die geringere Anzahl an Komponenten, Bauteilen und Dichtstellen bei einer erfindungsgemäßen Luftfedereinrichtung bewirken eine geringere Ausfallrate.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Leitung zwischen dem Luftvolumen der Luftfeder und dem Regelvolumen so zu bemessen, dass sie einen solchen Strömungswiderstand aufweist, dass ein rasches Überströmen des Gases zwischen diesen Volumen verhindert wird. So ist die Federkonstante der Luftfedereinrichtung nur durch die Luftfeder bestimmt und das Regelvolumen nimmt nicht, bzw. nur mit Verzögerung an den dynamischen Federvorgängen teil. Der statische Lastausgleich, durch wechselnde Gewichtsbelastung des Fahrzeugs erfolgt wesentlich langsamer als die dynamischen Federungsvorgänge durch Bremsung, Kurvenfahrt oder Gleisunebenheiten. Das Regelvolumen stellt durch seine Volumsveränderung nur unterschiedliche Gasdrücke für die Luftfeder zur Verfügung. Während dynamischer
Federungsvorgänge, die durch die Luftfeder ausgeführt werden, ist das Regelvolumen weiterhin mit im Wesentlichen demselben Druck beaufschlagt, da die rasch wechselnden Drücke in der Luftfeder aufgrund des Strömungswiderstandes in der Leitung sich nur verzögert in das Regelvolumen auswirken.
Ist im Gegensatz dazu die Leitung zwischen der Luftfeder und dem Regelvolumen so ausgeführt, dass ein rasches Überströmen des Gases möglich ist, so kann das Regelvolumen zur Abstimmung der Federcharakteristik zusätzlich herangezogen werden. So kann die Federkonstante der Luftfedereinrichtung mit Hilfe der Luftfeder, des Regelvolumens und der Leitung für den jeweiligen Anwendungsfall optimiert werden. Durch entsprechende Auslegung der Leitung gelingt es, die Dämpfung und die Eigenfrequenz der Luftfedereinrichtung abzustimmen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Regelvolumenbehälter als Kolben-Zylinder System aufgebaut, an welchem ein Kolben schiebbar in einem Zylinder gelagert ist und dabei das Regelvolumen einschließt, bzw. dieses Regelvolumen vorgibt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht einen Regelvolumenbehälter vor, welcher als fester Hohlvolumskörper mit einer gegen die Atmosphäre abdichtenden elastischen Membran ausgeführt ist. Dabei wirkt eine Betätigungskraft von außerhalb des Regelvolumenbehälters auf die Membran und verändert somit das Regelvolumen. Dadurch ist der Vorteil erzielbar, gegenüber dem Kolben-Zylinder System eine Dichtstelle (Kolben gegen Zylinderwand) entfallen lassen zu können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Regelvolumenbehälter nach Art des Faltenbalgs ausgeführt, wobei eine kraftbetätigte Längenänderung des Faltenbalgs eine Änderung des im Faltenbalg befindlichen Regelvolumens bewirkt.
Der Antrieb der kraftunterstützten Betätigungseinrichtung erfolgt mittels eines elektrischen Motors und einer geeigneten Steuer- bzw. Regeleinrichtung. Dabei umfasst die Regeleinrichtung Mittel um das momentane Niveau des Wagenkastens über dem Gleis zu ermitteln und aus diesem Messwert auf eine erforderliche Druckerhöhung- oder Druckreduktion in der Luftfeder zu schließen und um den elektrischen Motor entsprechend anzusteuern.
Es ist empfehlenswert, die Kraftübertragung zwischen dem elektrischen Antrieb und dem Regelvolumenbehälter mit einer mechanischen Selbsthemmung, beispielsweise einem Schneckengetriebe auszustatten. Solcherart kann bei einem Defekt des elektrischen Antriebs die aktuelle Position der Antriebsmechanik und der aktuelle Druck in dem Luftfederungssystem aufrechterhalten werden.
Der elektrische Motor und die zugeordnete Steuer- bzw. Regeleinrichtung kann so ausgestattet sein, dass bei einer Druckreduktion in der Luftfeder, also einer Vergrößerung des Regelvolumens die in der Luftfeder gespeicherte pneumatische Energie rückgewonnen wird. Dabei wird bei einem Rücklauf der kraftunterstützten Betätigungseinrichtung mittels des elektrischen Motors im Generatorbetrieb elektrische Energie erzeugt und über die zugeordnete Steuer- bzw. Regeleinrichtung in das Bordnetz rückgespeist. Für die Realisierung dieser Funktion kann keine mechanische Selbsthemmung vorgesehen werden.
Weiters ist es empfehlenswert, das Luftfederungssystem mit einem anderen Gas als Luft zu befüllen. Dabei sind Gase die sich für die Befüllung von Reifen eignen besonders vorteilhaft, da aufgrund der niedrigeren Diffusionsgeschwindigkeit dieser Gase durch Gummi der
Systemdruck über wesentlich längere Zeiträume aufrechterhalten werden kann. Typischerweise ist Stickstoff, mit Stickstoff angereicherte Luft oder Schwefelhexafluorid für diesen Einsatz geeignet.
Die Anordnung des Regelvolumenbehälters und der weiteren Komponenten wie dem elektrischen Antrieb kann auch beabstandet von der Luftfeder, insbesondere unterhalb des Wagenkastens erfolgen. Dadurch ist der Vorteil erzielbar, die größtmögliche Flexibilität in der Anordnung der Komponenten an der Wagenunterseite nutzen zu können. Es ist jedoch auch möglich, sämtliche Komponenten am Fahrwerk (Drehgestell) anzuordnen, sodass zu dem Drehgestell ausschließlich elektrische Leitungen zu führen sind, da alle mit Druck beaufschlagten Komponenten dabei unmittelbar am Drehgestell angeordnet sind. Dadurch ist im Wartungsfall ein geringerer Zeitaufwand für die Demontage des Fahrwerks zu erwarten.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Antriebsmechanik mit einem Arbeitspunkt auszustatten, in welchem die Antriebsmechanik mittels Federkraft gehalten wird, wobei die durch den Druck in der Luftfederungseinrichtung entstehende Kraft gegen diese Federkraft wirkt. Dadurch nimmt das Regelvolumen in dieser Neutralstellung einen bestimmten Wert ein. Der elektrische Antrieb muß bei dieser Ausführungsform nur die Relativkraft (Differenzkraft) zwischen der Druckkraft und der Federkraft aufbringen und kann somit kleiner dimensioniert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen beispielhaft:
Fig.l Eine Luftfederungseinrichtung mit einem Kolben-Zylinder System.
Fig.2 Eine Luftfederungseinrichtung mit einem Hohlkörper-Membran System.
Fig.3 Eine Luftfederungseinrichtung mit einem Faltenbalg. Fig.4 Eine Luftfederungseinrichtung mit einem Kolben-Zylinder System mit Federunterstützung.
Ausführung der Erfindung Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch eine
Luftfederungseinrichtung mit einem Kolben-Zylinder System. Es ist eine Luftfederungseinrichtung dargestellt, welche eine Luftfeder 1 mit einem Luftfedergasvolumen 2, einem Regelvolumenbehälter 4 mit einem Regelvolumen 5 und eine das Luftfedergasvolumen 2 mit dem Regelvolumen 5 verbindende Leitung 3. Die Luftfeder 1 ist wie allgemein gebräuchlich zwischen einem Drehgestell 6 und einem Wagenkasten 7 angeordnet. Der Regelvolumenbehälter 4 ist als Kolben-Zylinder System ausgebildet, wobei ein an einer Stange 8 angeordneter Kolben ein Regelvolumen 5 einschließt, bzw. dieses vorgibt. Der Kolben ist gegen die Innenwand des Zylinders abgedichtet, sodass das System den Druck längere Zeit aufrechterhalten kann. Die Stange 8 ist ein Teil einer kraftunterstützten Betätigungseinrichtung, welche noch einen elektrischen Antrieb und ein Getriebe umfasst. Letztgenannte Bauteile sind in Fig. 1 nicht dargestellt. Der elektrische Antrieb wirkt auf die Stange 8 und verändert ihre Position in einer vorgegebenen Richtung linear. Solcherart ist das Regelvolumen 4 veränderlich. Weiters umfasst die Luftfederungseinrichtung eine Fülleinrichtung 10, welche als
Ventil an der Leitung 3 ausgeführt ist. Mittels dieser Fülleinrichtung 10 sind die Volumen der Luftfeder 1, dem Regelvolumen 5 und der Leitung 3 mit einem Gas befüllbar, bzw. kann das Gas aus diesen Bauteilen entfernt werden. Eine Druckbestimmungseinrichtung 9 ist mit der Leitung 3 verbunden, sie ermittelt den aktuell in dem System herrschenden Gasdruck und umfasst Mittel ein diesem Druck äquivalentes Signal an eine Steuerung abzugeben. Durch diese Druckbestimmungseinrichtung 9 kann ein Fehler in der Luftfederungseinrichtung erkannt werden, beispielsweise ein Druckverlust oder ein Blockieren des Antriebs. Weitere Bauteile, wie Niveausensoren oder eine Steuereinrichtung sind zur Vereinfachung der Darstellung in Fig. 1 nicht gezeigt.
Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch eine
Luftfederungseinrichtung mit einem Hohlkörper-Membran System. Es ist eine Luftfederungseinrichtung gezeigt, welche im Wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht, jedoch ist der Regelvolumenbehälter 4 als Hohlkörper-Membran System ausgeführt. Der
Regelvolumenbehälter ist als Hohlkörper (typischerweise in Zylinderform) ausgeführt, wobei eine Mantelfläche mittels einer Membran 11 gegen den Umgebungsdruck abgedichtet ist.
Auf diese Membran 11 wirkt der elektrische Antrieb über die Stange 8.
Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch eine Luftfederungseinrichtung mit einem Faltenbalg. Es ist eine Luftfederungseinrichtung gezeigt, welche im Wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht, jedoch ist der Regelvolumenbehälter 4 Faltenbalg ausgeführt. Dabei wirkt der elektrische Antrieb über die Stange 8 auf den Regelvolumenbehälter 4, welcher durch die Ausführung als
Faltenbalg eine veränderliche Länge, und somit ein veränderliches Regelvolumen 5 aufweist.
Fig.4 zeigt beispielhaft und schematisch eine
Luftfederungseinrichtung mit einem Kolben-Zylinder System mit Federunterstützung. Es ist die Luftfederungseinrichtung aus Fig.l dargestellt, wobei die Stange 8 mittels einer Feder 13 mit einer Federkraft beaufschlagt ist. Diese Federkraft wirkt der auf die Stange 8 wirkenden Gasdruckkraft entgegen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Stange 8 als Zahnstange ausgeführt in welches ein Ritzel 12 eines elektrischen Antriebs eingreift. Bei Ausdehnung des in dem Federungssystem enthaltenen Gasvolumens wird solcherart die Gasdruckenergie in potentielle Energie der gespannten Feder gewandelt und steht dann bei einem darauffolgenden Kompressionsvorgang unterstützend zur Verfügung.
Liste der Bezeichnungen 1 Luftfeder 2 Luftfedergasvolumen 3 Leitung 4 Regelvolumenbehälter 5 Regelvolumen 6 Drehgestell 7 Wagenkasten 8 Stange 9 Druckbestimmungseinrichtung 10 Fülleinrichtung 11 Membran 12 Ritzel 13 Feder

Claims (11)

  1. Patentansprüche 1. Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug, umfassend eine Luftfeder (1), dadurch gekennzeichnet, dass das in der Luftfeder (1) umfasste Gasvolumen (2) über eine Leitung (3) mit einem Regelvolumen (5) eines Regelvolumenbehälter (4) verbunden ist, wobei das Regelvolumen (5) mittels einer kraftunterstützten Betätigungseinrichtung in seinem Rauminhalt veränderbar ist.
  2. 2. Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelvolumenbehälter (4) als Zylinder mit einem gegen die Zylinderwand abdichtendem Kolben ausgeführt ist, wobei die Veränderung des Regelvolumens (5) mittels Verschiebung des Kolbens erfolgt.
  3. 3. Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelvolumenbehälter (4) als fester Hohlvolumskörper mit einer gegen die Atmosphäre abdichtenden elastischen Membran (11) ausgeführt ist, wobei die Veränderung des Regelvolumens (5) mittels einer von außerhalb des Regelvolumenbehälters (4) auf die Membran (11) wirkenden Betätigungseinrichtung erfolgt.
  4. 4. Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelvolumenbehälter (4) als flexibler Faltenbalg ausgeführt ist, wobei die Veränderung des Regelvolumens (5) mittels Längenänderung des Faltenbalgs erfolgt.
  5. 5. Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftunterstützte Betätigungseinrichtung als elektrischer Antrieb ausgeführt ist.
  6. 6. Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftunterstützte Betätigungseinrichtung selbsthemmend ausgeführt ist und bei Ausfall der elektrischen Energieversorgung die eingenommene Position weiter behält.
  7. 7. Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fülleinrichtung (10) vorgesehen ist, welche den Zu- oder Abfluß von Gas in die Volumen (2, 3, 5) der Luftfeder (1), der Leitung (3) und dem Regelvolumen (5) ermöglicht.
  8. 8. Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckbestimmungseinrichtung (9) vorgesehen ist, welche den in den Volumina (2, 3, 5) der Luftfederungseinrichtung bestehenden Druck ermitteln kann und ein diesem Druck entsprechendes elektrisches Signal abgeben kann.
  9. 9. Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (3) einen solchen Strömungswiderstand aufweist, dass ein rasches Überströmen des Gases zwischen dem Luftfedergasvolumen (2) und dem Regelvolumen (5) verhindert wird, sodass das Regelvolumen (5) nicht die Federungseigenschaften der Luftfeder (1) beeinflusst.
  10. 10.Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfedergasvolumen (2), die Leitung (3) und das Regelvolumen (5) mit Stickstoff oder Schwefelhexafluorid oder mit Luft mit erhöhtem Stickstoffanteil gefüllt ist
  11. 11.Schienenfahrzeug, umfassend mindestens eine Luftfederungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
ATA50410/2013A 2013-06-20 2013-06-20 Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug AT514458B1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50410/2013A AT514458B1 (de) 2013-06-20 2013-06-20 Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug
PCT/EP2014/062760 WO2014202631A1 (de) 2013-06-20 2014-06-17 Luftfederungseinrichtung für ein schienenfahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50410/2013A AT514458B1 (de) 2013-06-20 2013-06-20 Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT514458A1 true AT514458A1 (de) 2015-01-15
AT514458B1 AT514458B1 (de) 2015-05-15

Family

ID=50982901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50410/2013A AT514458B1 (de) 2013-06-20 2013-06-20 Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT514458B1 (de)
WO (1) WO2014202631A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113291345A (zh) * 2021-06-30 2021-08-24 中车株洲电力机车有限公司 一种气压式一系悬挂装置及一系悬挂刚度获得方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107817031B (zh) * 2017-11-17 2023-12-01 华南理工大学 一种膜式空气弹簧容积测试系统及其测试方法
FR3077234B1 (fr) * 2018-01-31 2021-04-23 Alstom Transp Tech Dispositif d'ajustement de la hauteur d'une caisse d'un vehicule ferroviaire
CN109990036B (zh) * 2019-01-24 2020-07-31 中北大学 一种三级气液复合快速响应悬挂控制方法
CN109703316B (zh) * 2019-01-24 2020-07-31 中北大学 一种高中低三级复合快速响应悬挂装置
AT525989B1 (de) * 2022-05-25 2023-10-15 Siemens Mobility Austria Gmbh Schienenfahrzeug mit einer Luftfederung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS617867A (ja) * 1984-06-21 1986-01-14 Fujitsu Ltd 無端ベルトの継目及び寄り検知装置
JPH0297483A (ja) * 1988-10-05 1990-04-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 単結晶の製造装置
JPH05254430A (ja) * 1992-03-12 1993-10-05 Sumitomo Metal Ind Ltd 空気ばね付き鉄道車両の車体傾斜装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1050669B (de) * 1957-09-19
FR1243388A (fr) * 1958-12-29 1960-10-07 Ganz Vagon Es Gepgyar Dispositif pour le réglage du niveau d'un véhicule avec suspension à matelas d'air
GB1167648A (en) * 1967-03-17 1969-10-15 Moulton Development Ltd Improvements in Vehicle Suspensions
DE2604809C3 (de) * 1976-02-07 1980-02-28 Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen Federung mit selbsttätig veränderbarer Federrate für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen
FR2572030B1 (fr) * 1984-10-19 1988-12-09 Renault Vehicules Ind Dispositif de changement d'assiette pour vehicule a suspension pneumatique, en particulier pour vehicule industriel destine au transport des personnes
US5169129A (en) * 1991-09-26 1992-12-08 Bridgestone/Firestone, Inc. Variable rate air spring suspension system
JP2653317B2 (ja) * 1992-02-27 1997-09-17 住友金属工業株式会社 空気ばね付き鉄道車両の車体傾斜制御方法
DE4211628C2 (de) * 1992-04-07 1994-04-21 Bayerische Motoren Werke Ag Aktives Federungssystem für Fahrzeuge
JPH0617867A (ja) * 1992-06-29 1994-01-25 Bridgestone Corp 高さ調整機構付き空気ばね
AT505315A1 (de) * 2004-06-24 2008-12-15 Siemens Transportation Systems Schaltbare federstufe
DE102005024189A1 (de) * 2005-05-25 2007-07-12 Siemens Transportation Systems Gmbh & Co. Kg Gasgeregelte HP-Feder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS617867A (ja) * 1984-06-21 1986-01-14 Fujitsu Ltd 無端ベルトの継目及び寄り検知装置
JPH0297483A (ja) * 1988-10-05 1990-04-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 単結晶の製造装置
JPH05254430A (ja) * 1992-03-12 1993-10-05 Sumitomo Metal Ind Ltd 空気ばね付き鉄道車両の車体傾斜装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113291345A (zh) * 2021-06-30 2021-08-24 中车株洲电力机车有限公司 一种气压式一系悬挂装置及一系悬挂刚度获得方法

Also Published As

Publication number Publication date
AT514458B1 (de) 2015-05-15
WO2014202631A1 (de) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT514458B1 (de) Luftfederungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug
DE19913977C2 (de) Kraftstoffbehälter
DE102011084089A1 (de) Fahrzeug-Radaufhängung mit einem hydraulischen Schwingungs-Dämpfer
EP0363827A2 (de) Drehgestellfahrzeug mit elektrohydraulischer Bremse und hydropneumatischer Abfederung
EP2619050B1 (de) Steuerventil mit umstellmitteln zur umschaltung zwischen bremsdruckkennlinien
DE102020113867A1 (de) Aufhängungssystem für ein Fahrzeug
DE102011085273A1 (de) Bremsanlage für Kraftfahrzeuge
DE102013114551B4 (de) Fahrzeug-Gasfedersystem sowie Verfahren zur Niveauregelung eines Kraftfahrzeugs
DE102016213429A1 (de) Feder- und Dämpfungsanordnung für ein Motorrad
DE102013105759A1 (de) Fahrzeug-Gasfederungssystem und Verfahren zur Niveauregulierung eines Kraftfahrzeugs
EP3758990A1 (de) Notlöseeinrichtung für eine federspeicherbremse eines schienenfahrzeugs
DE1430936C3 (de) Vorrichtung zum Abdichten der Tür von Fahrzeugen
DE102008017702B4 (de) Achshebevorrichtung und Verfahren zum Anheben einer Achse
DE102012220853A1 (de) Luftfeder
DE102013019810A1 (de) Vorrichtung zum Speichern von Gas
DE102010052601A1 (de) Wankregelung für ein Fahrzeug
DE102004028325B4 (de) Luftfederungseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Nutzfahrzeuge
DE1780117A1 (de) Hydro-pneumatische Federung fuer Fahrzeuge
DE102014222136A1 (de) Druckspeicher
WO2015025023A1 (de) Niveauregelbare federungseinrichtung für ein schienenfahrzeug
EP2883733B1 (de) Tankanlage für ein Fahrzeug
DE102013210556A1 (de) Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Fahrzeugaufbaus
DE102013021803A1 (de) Aufstieg zur Fahrzeugtür eines Kraftfahrzeugs
EP3847064B1 (de) Pneumatische bremse für ein schienenfahrzeug
EP2619047B1 (de) Steuerventil für selbsttätige druckluftbremsen

Legal Events

Date Code Title Description
MM01 Lapse because of not paying annual fees

Effective date: 20180620