CZ150494A3

CZ150494A3 - Low-floor railway vehicle

Info

Publication number: CZ150494A3
Application number: CZ941504A
Authority: CZ
Inventors: Wolfgang-Dieter Dipl I Richter; Gottfried Kubata; Hans-Peter Lang; Theodor Gerstmeier
Original assignee: Man Ghh Schienenverkehr
Priority date: 1993-06-22
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1995-01-18
Also published as: EP0630797B1; FI108712B; FI942955A; NO941324D0; DE4320667A1; NO179738B; ATE160737T1; DK0630797T3; CZ280377B6; HUH3852A; HU9400368D0; PL302559A1; PL174094B1; DE59404706D1; EP0630797A1; HU221762B1; NO941324L; NO179738C; FI942955A0

Abstract

In a low floor railway vehicle with a stepless central passage in which adjacent coach bodies are connected to one another at one point so as to be spatially movable, a pair of wheels or wheel set being assigned to each end of a coach body and the pairs of wheels being connected to the pairs of wheels or to the wheel set of an adjacent coach body via a running gear frame or a bogey, and it being possible for the pairs of wheels or wheel sets to be driven or not driven, the pairs of wheels are guided by means of links between the running gear frames or bogey frames and coach body in such a way that the pairs of wheels assume an approximately or exactly radial position as a function of the position of the coach body in a bend in the track. <IMAGE>

Description

Nízkopodlažní kolejové vozidlo _ - Λ _Low-floor rail vehicle _ - Λ _

Oblast techniky ______~_Technical field ______ ~ _

Vynález se týká nízkopodlažního kolejového vozidla^ obsahujícího průběžný střední díl bez ramp a schodů, u kterého jsou sousední vagónové skříně prostorově pohyblivě spojeny v jednom bodě, přičemž každému konci vagónové skříně je přiřazen jeden pár kol nebo dvojkolí a páry kol jsou s páry kol nebo s dvoj kolím sousední vagónové skříně spojeny prostřednictvím rámu pohonu nebo otočného podvozku^přičemž páry kol nebo dvojkolí mohou být poháněny nebo nepoháněny.The invention relates to a low-floor rail vehicle comprising a continuous central section without ramps and steps, in which adjacent wagon bodies are spatially movably connected at one point, each end of the wagon body being associated with a pair of wheels or wheelsets and wheel pairs with wheel pairs or wheels. connected to two wheels of the adjacent wagon body by means of a drive frame or a bogie 4, wherein the pairs of wheels or wheelsets can be driven or not driven.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Hnací soupravy a vagónové soupravy pro předměstskou dopravu provozovanou na železničních dráhách mají podlahu ve výšce od 900 do 1200 mm. Značné snížení výšky podlahy na 550 až 750 mm má omezující účinky na pohon.Power train and wagon train for suburban transport operated on railway tracks have a floor height of 900 to 1200 mm. A significant reduction in floor height to 550 to 750 mm has a limiting effect on the drive.

Zvláště u hnacích souprav je umístění elektrického vybavení, především pohonu, rámcovou podmínkou ovlivňující prostorové rozmístění a konstrukci vagónové skříně. Dosavadní řešení nebo návrhy řešení zahrnují vždy v případech, kdy je pro celou délku soupravy vytvořena podlaha na stejně nízké výškové úrovni a nepřerušená schody nebo rampami, zřeknutí se vytvoření pohonu v rámci otočného podvozku. Proto jsou například používány, případně navrhovány, jednonápravové pohony, které jsou uspořádány na kloubových portálech nebo na konci vagonu, nebo samostatné pohony ve spojení s portály. Nevýhody pohonu na jednu nápravu nebo na jednotlivá kola jako je nedostatečné radiální nastavení předřazeného dvojkolí v jízdě v obloucích, nedostatečné odpružení a zvuková izolace, vysoké zatížení dvojkolí, přenos trakčních a reakčních momentů na vagonovou skříň, mohou být odstraněny provedením pohonu v rámci otočného podvozku.In particular, in the case of power train sets, the location of the electrical equipment, in particular the drive, is a framework condition affecting the spatial arrangement and design of the wagon body. Prior art solutions or solutions always include the waiver of the propulsion within the swivel bogie whenever a floor at the same low height level and uninterrupted steps or ramps is created for the entire length of the set. Thus, for example, single-axle drives, which are arranged at articulated portals or at the end of a wagon, or separate drives in conjunction with the portals, are used or proposed. The disadvantages of single-axle or single-wheel drive such as insufficient radial alignment of the front wheelset in curves, insufficient cushioning and sound insulation, high wheel load, transmission of traction and reaction moments to the wagon body can be eliminated by performing the drive within the bogie.

Ze starší přihlášky DE P 4213948 je známo provedení kloubové soupravy, jejíž vagónové skříně jsou v jednom bodě navzájem pohyblivě spojeny kardanem a pomocí vhodné konstrukce vazebního bodu mohou přenášet rovněž vysoké rázové síly. Vagónové skříně minimálně dvojdílné soupravy jsou navzájem spojeny přes pružný spojovací prvek otočně v bodě, který je společný oběma vagónovým skříním. Každé skříni je na konci kloubu přiřazeno jeden pár kol, který je spojen pomocí rámu s párem kol sousední vagónové skříně. Vagónové skříně jsou uloženy prostřednictvím společného spojovacího elementu, kolébky a sekundárního pérování na pohonu. K dosažení průběžné nízké podlahové výšky jsou páry kol vytvořeny jako volná kola, která jsou navzájem spojena přes nízko umístěný vodící rám.From the earlier application DE P 4213948 it is known to design an articulated set whose wagon bodies are movably connected to one another at one point by means of a gimbal and can also transmit high impact forces by means of a suitable design of the coupling point. The wagon boxes of the at least two-piece set are connected to each other via a flexible coupling element rotatably at a point common to both wagon boxes. Each box is assigned at the end of the hinge one pair of wheels, which is connected by means of a frame to a pair of wheels of an adjacent wagon box. The wagon boxes are mounted on the drive via a common coupling element, cradle and secondary suspension. To achieve a continuous low floor height, the wheel pairs are designed as free wheels which are connected to each other via a low guide frame.

Z DE 38 08 593 Al je známo provedení otočného podvozku, jehož poháněné páry kol jsou mechanicky spojeny nízko umístěnou spojovací hřídelí a tak umožňují i při velkých průměrech kol dosáhnout nízkého uspořádání podlahy mezi koly. U provedení ve formě hnacího otočného podvozku jsou kola vodícího rámu navzájem pevně spojena s odolností proti zkrutu přes převodové ústrojí a nízko uloženou hřídel.It is known from DE 38 08 593 A1 to design a swivel bogie whose driven wheel pairs are mechanically connected by a low-lying propeller shaft and thus make it possible to achieve a low floor arrangement between the wheels even at large wheel diameters. In the embodiment in the form of a drive bogie, the guide frame wheels are rigidly connected to each other with torsion resistance via a gear mechanism and a low mounted shaft.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Úlohou tohoto vynálezu je vytvořit kloubovou soupravu jako nízkopodlažní kolejové vozidlo s pohony podobnými pohonům s otočnými podvozky.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an articulated train as a low-floor rail vehicle with drives similar to rotary bogie drives.

Podle vynálezu jsou u nízkopodlažního kolejového vozidla s průběžným středním dílem bez ramp a schodů, u kterého jsou sousední vagónové skříně prostorově pohybově vzájemně spojeny, přičemž ke každému konci vagónové skříně je přiřazen jeden pár kol nebo dvoj kolí a páry kol jsou spojeny s páry kol nebo dvoj kolím sousední vagónové skříně přes rám pohonu nebo otočný podvozek a páry kol nebo dvoj kolí mohou být poháněny nebo nepoháněny, páry kol nebo dvoj kolí vedeny mezi rámem pohonu nebo otočného podvozku a vagonovou skříní pomocí vodících tyčí takovým způsobem, že se páry kol nastavují téměř nebo přesně radiálně v závislosti na nastavení vagónové skříně v kolejovém oblouku.According to the invention, in a low-floor rail vehicle with a continuous central section without ramps and steps, the adjacent wagon bodies are spatially coupled to each other, with each end of the wagon body being associated with one wheel pair or two wheels and wheel pairs associated with wheel pairs; two wheels of an adjacent wagon body over the drive frame or bogie and the wheel or two wheel pairs can be driven or not driven, the wheels or two wheel pairs are guided between the drive or bogie frame and the wagon body by guide rods in such a way that or exactly radially depending on the alignment of the wagon body in the rail curve.

Podle jednoho provedení vynálezu jsou páry kol spojeny s rámem pohonu nebo otočného podvozku v podélném směru pružně prostřednictvím primárního pérování a s vagonovou skříní pevně přes vodící tyč.According to one embodiment of the invention, the pairs of wheels are connected to the drive or bogie frame in a longitudinal direction elastically by means of a primary suspension and to the wagon body firmly via a guide rod.

Podle jiného provedení vynálezu jsou páry kol spojeny s rámem pohonu nebo otočného podvozku v podélném směru pružně prostřednictvím primárního pérování a se skříní vagonu v podélném směru pružně pomocí vodících tyčí uložených radiálně měkce v pouzdrech.According to another embodiment of the invention, the pairs of wheels are connected to the frame of the drive or bogie in the longitudinal direction elastically by means of the primary suspension and to the wagon body in the longitudinal direction elastically by means of guide rods mounted radially softly in the housings.

U posledně jmenovaného provedení probíhá určení podélné charakteristiky systému pružin primárního pérování a pouzder tak, že se spřažené páry kol na základě geometrie kolo-kolej mohou nastavit v obloucích radiálně. Páry kol si zachovávají své radiální nastavení i při přeložení trakčních sil díky uspořádání vodících tyčí mezi rámem pohonu nebo otočného podvozku. Pomocí nadřadíálního nastavení elasticky spřažených párů kol v závislosti na poloměru oblouku může být výsledný zpětný kroutící moment při nájezdu vnějšího kola do oblouku kompenzován.In the latter embodiment, the longitudinal characteristics of the primary spring system and bushings are determined so that the coupled wheel pairs can be radially adjusted in arcs based on the wheel-rail geometry. The wheel pairs retain their radial alignment even when the traction forces are transferred due to the arrangement of the guide bars between the drive frame or the bogie. By adjusting the elastically coupled wheel pairs above the radius of the arc, the resulting return torque can be compensated when the outer wheel enters the arc.

Pár volných kol bude spřažen přes dvě vodící tyče umístěné mezi vodícím rámem a skříní vagonu tak, že se příznivě ovlivní radiální nastavení v kolejovém oblouku. Přitom jsou zde vodící tyče uspořádány vzhledem k podélné ose šikmo, primární pružiny provedeny s definovanou délkou a příčnou elasticitou, například jako ohebné vinuté pružiny a vodící tyče jsou na obou koncích opatřeny elastickými pouzdry s pohyblivým kardanovým uložením.A pair of free wheels will be coupled over two guide rods located between the guide frame and the wagon body so that the radial adjustment in the track arch is favorably influenced. Here, the guide rods are arranged obliquely with respect to the longitudinal axis, the primary springs having a defined length and transverse elasticity, for example as flexible coil springs and the guide rods are provided at both ends with elastic bushings with movable cardan bearings.

Pružné uložení vodících tyčí na straně vagónové skříně, případně ložisek je provedeno tak, aby dovolilo, aby podélné pohyby byly přinejmenším takové řádové velikosti jako jsou k dispozici u pérování párů kol vůči rámu pohonu při úrovni síly, která je zjevně menší než úroveň síly, která je výsledkem geometrie koleivkol ej nice v bodech styku kola s kolejnici.The resilient mounting of the guide rods on the side of the wagon body or bearings is designed so as to allow the longitudinal movements to be at least of the order of magnitude as available in the suspension of the pairs of wheels against the drive frame at a force level which is clearly less than it is the result of the geometry of the wheel at the points of contact of the wheel with the rail.

Takto není nijak bráněno volnému radiálnímu nastavení volnoběžného páru kol. Nastavením vodicích tyčí v definovaném úhlu se docílí toho, že trakční síly posouvají radiálně nastavený pár kol jen paralelně ve směru působení trakčních sil a neotáčí s ním.In this way, the free radial adjustment of the idling pair of wheels is not impeded. By adjusting the guide bars at a defined angle, it is achieved that the traction forces move the radially adjusted pair of wheels only in parallel in the direction of application of the traction forces and do not rotate with it.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Dále je vynález popsán výkresů. Na výkrese značí na příkladech s pomocí <obr 1 boční pohled na nízkopodlažní kolejové vozidlo •obr.2 nizkopodl ažni vozidlo v půdorysném pohledu v řezujxThe invention is further described by the drawings. In the drawing, with the help of <Fig. 1, a side view of a low-floor rail vehicle is shown in FIG. 2, FIG.

Cobr.3 až obr.5 nastavení ______ a rovně 0Cobr.3 to Fig.5 set ______ and equal to 0

Cpbr.6až 7 poháněné páry •obr.8 schematické znázornění párů kol při jízdě v oblouku kol s rámem pohonu a vodícími pružících prvků.Fig. 6 to 7 driven pairs • Fig. 8 schematic representation of the pairs of wheels when driving in the wheel arch with the drive frame and guiding spring elements.

Příklady provedeni vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Obr.l a 2 znázorňují nízkopodlažní kolejové vozidlo skládající se z několika vagónových skříní i spojených mezikusy 2. Vagónovým skříním^je na jejich konci přiřazen pokaždé pár kol 3, přičemž páry kol 3 sousedních vagónových skříní i jsou navzájem spojeny rámem pohonu.Figures 1 and 2 show a low-floor rail vehicle consisting of several wagon bodies 1 connected by adapters 2. A wagon body 4 is assigned at each end a pair of wheels 3, the wheel pairs 3 of adjacent wagon bodies 1 being connected to each other by a drive frame.

Obr.3 a 4 schematicky znázorňuji dvě vagónové skříně 4, 4’ 4''5, 5'ft5’'s páry kol 6,6’6’'7, 7’7'' při jízdě v oblouku s poloměrem 120 m^<?^í$obr.3 /přijízdě v oblouku o poloměru 350 m^Xoor.4 a při přímé jizde^fODr.5 . Při přímé jízdě jsou všechny vodici tyče 10' ’ a 11' ' uspořádány ve stejném úhlu, který svírá skříň 4’’ a 5’’. Při jízdě v oblouku se vystavují vnitřní vodici tyče 10 10' intenzivněji než vnější vodicí tyče ll/v 11' a způsobuji výše uvedené paralelní posunutí radiálně nastaveného páru kol. V obr.3 jsou ještě znázorněny pohonné motory 8 a 9.Figures 3 and 4 schematically show two wagon boxes 4, 4 '4' ', 5'ft5''s pairs of wheels 6,6'6''7, 7'7' 'when driving in a curve with a radius of 120 m ^ 3, approaching in an arc of radius 350 m ^ Xoor 4 and in direct drive ^ fODr.5. When driving straight, all of the guide bars 10 '' and 11 '' are arranged at the same angle that the housing 4 '' and '5' grip. When driving in an arc, the inner guide rods 10 'are exposed more intensively than the outer guide rods 11' / 11 'and cause the aforementioned parallel displacement of the radially adjusted pair of wheels. 3, the drive motors 8 and 9 are still shown.

Obr.6 a 7 znázorňují ve zvětšeném měřítku páry kol s rámy pohonu 12 <1/ 12 ' . Kola 18,19, 18^19’ jsou vedena jako volná kola na vodicím rámu kol 16 4/16'. přičemž převodovky 17 4117' jsou v jednom případe umístěny uvnitř vodícího rámu kol 16'mezi koly 18419 ^fobr. 7 a v druhém případě vně vodícího rámu kol 16 a kol 18<v 19. Vodící rám kol 164/16' je spojen s rámem pohonu 12^ 12' přes primární pérování 161 161' . například ohebné vinuté pružiny. Na rámu pohonu 12pt 12' je na kolébce 14p/14'. uložené například na vzduchových měchách jednoho ze sekundárního pérování 13 z>, 13.', uspořádán kloubový prvek 15 4/ 15' . který vytváří prostorově pohyblivé spojení vagónových skříní v jednom bodě.Figures 6 and 7 show enlarged pairs of wheels with drive frames 12 < 1/12 '. The wheels 18, 19, 18 ^ 19 'are guided as free wheels on the wheel guide frame 16 4/16'. wherein the gears 17 4117 'are in one case located within the wheel guide frame 16' between the wheels 18419 ' 7 and in the second case outside the wheel guide frame 16 and wheels 18 ' 19. The wheel guide frame 164/16 'is connected to the drive frame 12 ^ 12' via a primary suspension 161 161 '. for example, flexible coil springs. On the drive frame 12pt 12 'there is a cradle 14p / 14'. a hinge element 15 4/15 'is arranged, for example, on the air bellows of one of the secondary springs 13 of 13, 13'. which creates a spatially movable connection of the wagon bodies at one point.

Obě vagónové skříně jsou na tento kloubový prvek 15 15' otočně připojeny, přičemž jedna skříň vagonu se otáčí kolem svislé osy a druhá skříň vagonu se otáčí kolem vodorovné osy. Převodovky 17 o/17 ' .i sou poháněny hřídeli 21. 22' 214»22 'od trakčních motorů 20^/20' . S vodícím rámem kol 16py 16' jsou přes pružná kardanově pohyblivá pouzdra spojeny šikmo nastavené vodící tyče 24, 25., 24 '^,25' . které jsou na svých druhých koncích spojeny se skříní vagonu přes podobná pouzdra.Both wagon bodies are rotatably connected to this articulated element 15 15 ', with one wagon body rotating about a vertical axis and the other wagon body rotating about a horizontal axis. The gears 17/17 '' are driven by shafts 21, 22 '214', 22 'from traction motors 20' / 20 '. The inclined guide rods 24, 25, 24 ', 25' are connected to the wheel guide frame 16py 16 'via resiliently movable sleeves. which are connected at their other ends to the wagon body via similar bushings.

Obr.8 znázorňuje schematicky rozvržení pružících prvků. Ve středu je znázorněn rám pohonu 26 se sekundárním pérováním 34. Mezi rámem pohonu 26 a rámem vedení kol 2728 s volnými koly 29 30 působí podélná elastická soustava primárního pérování 31. Mezi rámy vedeni kol 27^28 a skříní vagonu 33 působí opět podélná elastická soustava uložení vodících tyčí pouzdra 32 . přičemž oba pružící prvky jsou uspořádány v řadě za sebou vždy s rámy vedení kol 27^,28 uprostřed.Fig. 8 shows schematically the layout of the spring elements. In the center is shown the drive frame 26 with secondary suspension 34. A longitudinal elastic primary suspension system 31 acts between the drive frame 26 and the wheel guide frame 2728 with the free wheels 29 30. Again, a longitudinal elastic system acts between the steering frame 27 and the wagon body 33. housing of guide rods of housing 32. the two spring elements being arranged in a row with the wheel guide frames 27, 28 in the middle.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Vynález lze využít zejména u kolejových vozidel s nízkou úrovní podlahy pro kombinovanou předměstskou a městskou dopravu s požadavky na snadný a rychlý přístup do vozidla při nástupech a výstupech cestujících na zastávkách.In particular, the invention is applicable to low-floor rail vehicles for combined suburban and urban transport with requirements for easy and fast access to the vehicle at the boarding and disembarking of passengers.

PV 4504--94-PV 4504--94-

Claims

PATENT CLAIMS

1. Low-floor rolling stock with a continuous central section without ramps or steps, in which adjacent wagon bodies are spatially movably connected at one point, each end of the wagon body being associated with one pair of wheels or wheelsets and wheel pairs adjacent to wheels or wheelsets adjacent car bodies connected by a drive frame or the bogie and the wheel pairs or wheel sets may be driven or non-driven, characterized in that the pairs of wheels / _{_18/19/18} ^ 19 '/ are rod guiding / 24,24', 25 25 '/ between the drive frames or the bogie frames (12, 12 ') in such a way that the pairs of wheels (18 ^ 19 ^ 18 ^ 19') are adjusted almost radially or exactly radially, depending on the position of the wagon body in the rail curve.

Low-floor rail vehicle according to claim 1, characterized in that the pairs of wheels (18, 19, 18, 19 *) are resiliently connected in longitudinal direction to the drive frame or bogie (12, 12) by means of a primary suspension (161, 161 '). and by means of guide rods (24, 24 ', 25, 25') fixed with the wagon body (4,4 ', 5,5').

Low-floor rail vehicle according to claim 1, characterized in that the wheel pairs (18 ^ 19, 18 ^ 19 ') are connected resiliently in the longitudinal direction to the drive frame or the bogie (12,12') by means of the primary suspension (161, 161 '). and by means of bushings in which the guide rods (24, 24 ', 25, 25') are positioned radially softly, resiliently in the longitudinal direction with the wagon box (4,4 ', 5,5').

The low-floor rail vehicle of claim 3, characterized in that the determination of the longitudinal characteristic of the primary suspension system (31) and the bushings is such that the coupled wheel pairs (29, 30) can be radially adjusted in an arc based on the wheel-rail geometry.

Low-floor rail vehicle according to claim 4, characterized in that the pairs of wheels (6,6 ', 7,7') are arranged between the frames of the drive or the bogie and the wagons by means of a guide rod arrangement (10,10 '11,11'). The boxes (4,4 '5,5') retain their radial alignment even when the traction forces are transferred.

A low-floor rail vehicle according to claim 4, characterized in that by adjusting the elastically coupled wheel pairs (6,6 ', 7,7' ') according to the radius, the resulting return torque when the outer wheel enters the arc is compensated.