DE10056929A1

DE10056929A1 - Hydropneumatic suspension unit and hydropneumatic suspension system

Info

Publication number: DE10056929A1
Application number: DE10056929A
Authority: DE
Inventors: Bernd Kazmeier; Christian Courth; Stefan Hoelzel; Winfried Hommen
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2002-05-29
Also published as: US20020060384A1

Abstract

Die Erfindung schafft ein an einem Drehgestell (1) angeordnetes hydropneumatisches Federungssystem für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Schienenfahrzeug bzw. eine hydropneumatische Federungseinheit (2), welche im Federungssystem enthalten ist, und mittels der der Verrohrungsaufwand für das Federungssystem deutlich reduziert werdenn kann. Hierzu werden der Federungsspeicher, der Vorratsspeicher, der Tank und die Steuereinheit im Bereich des wenigstens einen Federbeins angeordnet, so daß sich eine im wesentlichen autarke Federungeeinheit ergibt. Damit lassen sich die Montage und die Instandhaltung des Systems wesentlich vereinfachen.The invention provides a hydropneumatic suspension system for a vehicle, in particular for a rail vehicle or a hydropneumatic suspension unit (2), which is arranged on a bogie (1) and is contained in the suspension system and by means of which the piping work for the suspension system can be significantly reduced. For this purpose, the suspension accumulator, the storage reservoir, the tank and the control unit are arranged in the region of the at least one shock absorber, so that an essentially self-sufficient suspension unit results. This makes it much easier to assemble and maintain the system.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydropneumatische Federungseinheit für ein Fahrzeug, ins besondere ein Schienenfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung ein hydropneumatisches Federungssystem gemäß Anspruch 5, welches wenig stens zwei derartige Federungseinheiten aufweist, und ein Drehgestell nach Anspruch 12.The invention relates to a hydropneumatic suspension unit for a vehicle, ins special a rail vehicle, according to the preamble of claim 1. Further relates the invention a hydropneumatic suspension system according to claim 5, which little has at least two such suspension units, and a bogie according to claim 12.

Bei derartigen Federungseinrichtungen sitzt die erforderliche hydraulische Versorgungs- und Steuereinheit entweder im oder am Drehgestell eines Wagenkastens und ist mit wenigs tens einem Federbein pro Wagenseite verbunden, oder sie ist am Wagenkasten angeordnet und versorgt die Federbeine mehrerer Drehgestelle. Dabei sind die Federbeine der beiden Wagenseiten eines Drehgestells durch je ein Überströmventil miteinander verbunden. Das Ventil ist im Normalbetrieb immer geschlossen und öffnet nur dann, wenn der Druck in einem der beiden Federbeine - beispielsweise durch einen Leitungs-Abriß - unzulässig stark absinkt. Damit soll sichergestellt werden, daß das Fahrzeug auf eine definierte Notauflage absinkt, ohne eine Schrägstellung einzunehmen, die in der Regel keinen Betrieb des Fahrzeugs zuläßt. Diese Überströmfunktion wird üblicherweise durch eine entsprechende Ventilanordnung auf der Steuerplatte realisiert, wobei dann jedoch eine aufwendige Verrohrung der im Drehgestell bzw. im Wagenkasten verteilten Komponenten des Federungssystems vorzusehen ist.With such suspension devices, the required hydraulic supply and control unit either in or on the bogie of a car body and is with little at least one shock absorber per side of the car, or it is arranged on the car body and supplies the struts of several bogies. The struts of the two Wagon sides of a bogie connected to each other by an overflow valve. The Valve is always closed in normal operation and only opens when the pressure in one of the two struts - for example due to a line tear - drops to an impermissibly high level. This is to ensure that the vehicle sinks to a defined emergency support, without taking an incline, which usually does not allow the vehicle to operate. This overflow function is usually based on a corresponding valve arrangement the control plate realized, but then a complex piping in the bogie or components of the suspension system distributed in the car body.

Ein Beispiel für ein derartiges hydropneumatisches Federungssystem ist aus der WO 94/08833 bekannt. Die hier gezeigte Anordnung dient speziell zur Niveau- und Neigungs steuerung eines Wagenkastens eines spurgebundenen Fahrzeugs, wobei die hydropneuma tische Federung ein relativ großes Verhältnis der Fahrzeuggewichte im vollbeladenen bzw. leeren Zustand beherrschen können muß. Zudem stellt sich diese bekannte Bauweise dem Problem, daß das Fahrzeugniveau auch bei einem Fahrgastwechsel an Haltestellen wenigstens annähern konstant zu halten ist.An example of such a hydropneumatic suspension system is from WO 94/08833 known. The arrangement shown here is especially for level and inclination Control of a car body of a track-bound vehicle, the hydropneuma table suspension a relatively large ratio of the vehicle weights in the fully loaded or must be able to control the empty state. In addition, this well-known design faces the Problem that the vehicle level at least when changing passengers at stops approximate to keep constant.

Dieses System zielt daher insbesondere auf die Problematik ab, daß die Niveauregulierung mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen ist, d. h. in relativ kurzer Zeit große Ölmengen in die Hydraulikkreise der Federung eingespeist bzw. aus ihnen abgelassen werden können. Dieses Problem wird hier dadurch gelöst, daß bei erkanntem Korrekturbedarf hinsichtlich des Ni veaus oder der Neigung des Wagenkastens eine Pumpe unmittelbar gegen den Druck des hydropneumatischen Federspeichers des Federungs-Dämpfungssystems arbeitet und nur dann Druckmedium dem während der Fahrt aufgefüllten Speicher entnommen wird, wenn das För dervolumen der Pumpe nicht ausreicht, um das Niveau des Wagenkastens konstant zu halten. Insbesondere soll damit der Energieverbrauch des Gesamtsystems gering gehalten werden.This system therefore aims in particular at the problem that the level regulation with at high speed, d. H. large quantities of oil in the Hydraulic circuits of the suspension can be fed in or drained from them. This The problem is solved here in that when a need for correction with regard to the Ni veaus or the inclination of the car body a pump directly against the pressure of the hydropneumatic spring accumulator of the suspension damping system works and only then Print medium is taken from the memory filled up while driving when the För the volume of the pump is not sufficient to keep the level of the car body constant. In particular, the energy consumption of the overall system is to be kept low.

Um die Baugröße der Einheiten klein halten zu können, sind diese hydropneumatischen Federungen bzw. Regelkreise mehrfach im Fahrzeug vorhanden, wobei nur ein oder mehrere Federbeine pro Seite umfaßt sein können. Die Federbeine der linken und rechten Federung sind dabei hydraulisch miteinander verbunden, damit einseitige Absenkungen bzw. Anhebun gen des Fahrzeugs durch überströmendes Hydraulikfluid korrigiert werden können.In order to keep the size of the units small, they are hydropneumatic Suspensions or control loops exist several times in the vehicle, only one or more Struts per side can be included. The struts of the left and right suspension are hydraulically connected to each other so that one-sided subsidence or lifting conditions of the vehicle can be corrected by overflowing hydraulic fluid.

Derartige verteilte Systeme für eine hydropneumatische Federung erfordern dabei je doch generell eine aufwendige Verrohrung der im Drehgestell bzw. im Wagenkasten verteil ten Komponenten. Diese Verrohrung ist kostenintensiv, schwer im Drehgestell zu verlegen und es besteht die Gefahr, daß das hydraulische System der hydropneumatischen Federung durch Schmutz in den Leitungen verunreinigt wird und es zu einer Funktionsbeeinträchtigung kommt. Von weiterem Nachteil ist, daß durch die unvermeidlichen Relativbewegungen zwischen den einzelnen Komponenten am Drehgestell und Wagenkasten sowie auch zwischen Komponenten an verschiedenen Einbauorten auf dem Drehgestell die Gefahr der Beschädi gung der Leitungselemente und damit die Gefahr der Leckage besteht. Dies kann zum Verlust der Funktionsfähigkeit des gesamten Systems führen.Such distributed systems for hydropneumatic suspension each require but generally a complex piping that distributes in the bogie or in the car body components. This piping is expensive, difficult to install in the bogie and there is a risk that the hydraulic system of hydropneumatic suspension is contaminated by dirt in the lines and it leads to a functional impairment comes. Another disadvantage is that due to the inevitable relative movements between the individual components on the bogie and car body as well as between Components at different locations on the bogie the risk of damage supply line and there is a risk of leakage. This can lead to loss the functionality of the entire system.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydropneumatische Federungs einheit für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, bzw. ein hydropneumatisches Federungssystem derart weiterzubilden, daß der Verrohrungsaufwand reduziert werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide a hydropneumatic suspension Unit for a vehicle, in particular a rail vehicle, or a hydropneumatic To further develop suspension system such that the piping effort can be reduced.

Diese Aufgabe wird durch eine hydropneumatische Federungseinheit mit den Merk malen des Anspruches 1 gelöst.This task is carried out by a hydropneumatic suspension unit with the Merk paint the claim 1 solved.

Hierbei wurde erfindungsgemäß erkannt, daß sich der Verrohrungsaufwand bereits durch eine sinnvolle Anordnung der Teilkomponenten in direkter Nähe zum Federbein deutlich reduzieren läßt. Damit wird eine Art autarke Federungseinheit erzielt, die nur jeweils ein oder mehrere Federbeine auf einer Wagenkastenseite des Drehgestells versorgt. Dadurch er gibt sich eine sehr kompakte Bauweise, deren Komponenten im wesentlichen keinen Rela tivbewegungen zueinander unterliegen. Diese können somit unmittelbar aneinander gekoppelt werden, was die Bauweise wesentlich vereinfacht und die Gefahr einer Beschädigung auf grund der dynamischen Bewegung des Fahrzeugs während der Fahrt reduziert.Here, it was recognized according to the invention that the piping effort has already increased through a sensible arrangement of the sub-components in direct proximity to the shock absorber can be reduced. A kind of self-sufficient suspension unit is achieved, which only one or supplied several struts on a body side of the bogie. Thereby he is a very compact design, the components of which are essentially no rela tive movements are subject to each other. These can thus be coupled directly to one another be, which significantly simplifies the construction and the risk of damage reduced due to the dynamic movement of the vehicle while driving.

Die erfindungsgemäße Federungseinheit zeichnet sich daher durch einen geringen Montageaufwand und hohe Zuverlässigkeit aus.The suspension unit according to the invention is therefore characterized by a low one Assembly effort and high reliability.

In einer speziellen Ausgestaltungsweise der erfindungsgemäßen Federungseinheit können der Federungsspeicher, der Vorratsspeicher, der Tank und die Steuereinheit beidseitig einer Federbeinachse angeordnet sein. Damit wird eine ebenso kompakte wie auch hinsicht lich der einzelnen Komponenten weiterhin gut zugängliche Bauweise erzielt, was sowohl die Montage als auch die Wartung erleichtert.In a special embodiment of the suspension unit according to the invention can the suspension memory, the reservoir, the tank and the control unit on both sides a strut axis. This makes it as compact as it is Lich the individual components continue to achieve easily accessible construction, which both Assembly and maintenance are made easier.

In einer alternativen Bauweise können der Federungsspeicher, der Vorratsspeicher, der Tank und die Steuereinheit auch sternförmig um das wenigstens eine Federbein angeordnet sein, so daß alle Komponenten möglichst nahe um die Federbeinachse vorliegen. Den während der Fahrt auftretenden dynamischen Belastungen kann diese sehr kompakte Bau weise somit noch besser standhalten. Zudem läßt sich so der Platzbedarf für die Anordnung sehr gering halten.In an alternative construction, the suspension accumulator, the accumulator, the Tank and the control unit also arranged in a star shape around the at least one shock absorber be so that all components are as close as possible to the strut axis. The Dynamic loads occurring while driving can make this very compact construction wise withstand even better. In addition, the space required for the arrangement can be so keep it very low.

In einer weiteren alternativen Bauweise der erfindungsgemäßen Federungseinheit können der Federungsspeicher und der Vorratsspeicher unmittelbar an dem wenigstens einen Federbein angeordnet sein, während der Tank und die Steuereinheit benachbart hierzu am Drehgestell angeordnet und über eine Verbindungsleitung mit dem wenigstens einem Feder bein verbunden sind. Diese zweiteilige Lösung bietet den Vorteil, daß das Federungssystem zur Montage besser handhabbar ist. Ferner kann die Steuereinheit für Wartungsarbeiten mit geringem Aufwand montiert werden, insbesondere ohne daß das Federbein ausgebaut werden muß. In a further alternative construction of the suspension unit according to the invention can the suspension memory and the storage directly on the at least one Shock strut be arranged while the tank and the control unit adjacent to this Bogie arranged and via a connecting line with the at least one spring are connected. This two-part solution has the advantage that the suspension system is easier to handle for assembly. The control unit can also be used for maintenance work can be assembled with little effort, in particular without the suspension strut being removed got to.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird nach Anspruch 5 ein hydropneuma tisches Federungssystem bereitgestellt, welches wenigstens zwei erfindungsgemäße Federungseinheiten aufweist, die beidseitig am Wagenkasten des Fahrzeugs angeordnet sind, und zudem eine Niveau-Regeleinheit enthält, die den wenigstens zwei Federungseinheiten zugeordnet ist.According to a further aspect of the invention, a hydropneuma table suspension system provided which has at least two according to the invention Has suspension units which are arranged on both sides of the vehicle body, and also contains a level control unit that the at least two suspension units assigned.

Auch das erfindungsgemäße Federungssystem macht hierdurch Gebrauch von dem Vorteil, daß auf eine Verrohrung innerhalb der Federungseinheiten verzichtet werden kann. Dadurch läßt sich ein sehr einfach gehaltener, modularer Aufbau des Federungssystems erzielen, was die Montage wesentlich vereinfacht. Wie nachfolgend noch im Detail ausgeführt wird, kann die Niveau-Regeleinheit hierbei zudem auch ohne Verrohrungsaufwand mit den Federungseinheiten verbunden werden, wodurch sich eine konstruktiv besonders einfache und darüber hinaus sehr zuverlässige Bauweise realisieren läßt.The suspension system according to the invention also makes use of this Advantage that there is no need for piping within the suspension units. This allows a very simple, modular structure of the suspension system achieve, which significantly simplifies assembly. As detailed below the level control unit can also be used without any piping Suspension units are connected, which is a structurally particularly simple and also very reliable construction can be realized.

So ist es beispielsweise möglich, daß die Niveau-Regeleinheit getrennt von den wenig stens zwei Federungseinheiten am Drehgestell oder am Wagenkasten angeordnet ist. Dann liegt die Niveau-Regeleinheit als separates Modul vor, welches sich einfach montieren läßt. Zudem können die Federungseinheiten als gleich gestaltete Module bereitgestellt werden.For example, it is possible for the level control unit to be separate from the few at least two suspension units is arranged on the bogie or on the body. Then the level control unit is available as a separate module that is easy to assemble. In addition, the suspension units can be provided as modules of the same design.

Alternativ ist es auch möglich, daß die Niveau-Regeleinheit einer Federungseinheit zu geordnet ist, wodurch sich der Installationsaufwand für die Verbindungsleitungen insgesamt reduzieren läßt. Zudem sind keine zusätzlichen Einrichtungen für die Befestigung der Niveau- Regeleinheit am Drehgestell oder am Wagenkasten erforderlich, so daß sich die Bauweise vereinfacht.Alternatively, it is also possible for the level control unit to be a suspension unit is ordered, which increases the installation effort for the connecting lines as a whole can be reduced. In addition, there are no additional devices for fastening the level Control unit required on the bogie or on the car body, so that the construction simplified.

Dabei kann die Niveau-Regeleinheit elektronisch mit den wenigstens zwei Federungs einheiten gekoppelt sein. Auf diese Weise läßt sich eine Überströmfunktion ohne jeglichen Verrohrungsaufwand realisieren. So kann eine rein elektronische Drucküberwachung des Systemsdrucks in den beiden Niveau-Regelkreisen erfolgen, wobei bei Überschreiten eines vorab eingestellten Differenzdrucks ein elektrisch betätigtes Ablaßventil oder dgl. betätigt wird und somit für den notwendigen Druckausgleich sorgt. Ein derartiges Ablaßventil kann dabei bereits in der Niveau-Regeleinheit vorgesehen sein. Ferner kann zur Erfassung des Drucks in den beiden Federungseinheiten jeweils ein elektrischer Drucksensor genutzt werden, wie er beispielsweise für die elektrische Lasterfassung häufig bereits vorhanden ist. Diese Lösung erfordert eine Druckerfassung der jeweils anderen Seite über das Hydraulik medium selbst, da hier lediglich Signalkabel zwischen den Federungseinheiten benötigt werden. Diese Bauweise läßt sich daher mit geringem Montageaufwand realisieren und zeichnet sich durch hohe Zuverlässigkeit aus.The level control unit can electronically with the at least two suspension units are coupled. In this way, an overflow function can be performed without any Realize piping effort. A purely electronic pressure monitoring of the System pressure in the two level control loops, whereby if one is exceeded an electrically operated drain valve or the like and thus ensures the necessary pressure equalization. Such a drain valve can already be provided in the level control unit. Furthermore, to detect the An electrical pressure sensor is used in each of the two suspension units be, as is often already available for example for electrical load detection. This solution requires pressure detection of the other side via the hydraulics medium itself, since only signal cables between the suspension units are required become. This design can therefore be implemented with little installation effort is characterized by high reliability.

Alternativ ist es auch möglich, daß die Niveau-Regeleinheit jeweils ein Differenz druckbegrenzungsventil für jede Federungseinheit aufweist, wobei die Differenzdruck begrenzungsventile mittels Druckmeßleitungen miteinander verbunden sind. Hierdurch wird ein Druckausgleich zwischen zwei oder mehr autarken Federungseinheiten möglich, ohne daß hierzu ein Fluidmassenstrom erforderlich ist. Dabei öffnet ein derartiges Differenzdruckbe grenzungsventil ab einem eingestellten Differenzdruck zwischen den beiden Federungsein heiten und läßt so lange Öl vom Niveau-Regelkreis in den Tank der jeweiligen Einheit ab, bis der Differenzdruck wieder seine vorbestimmte Größe erreicht. Hierbei ändert sich die Öl menge in jeder Federungseinheit nicht, weshalb eine Tank-Verbindungsleitung zwischen den beiden Federungseinheiten nicht erforderlich ist. Somit läßt sich ein sehr geringer Verrohrungsaufwand erreichen, da sich die wenigstens zwei erforderlichen Verbindungs leitungen zwischen den Wagenseiten durch die Druckmeßleitung realisieren lassen. Diese weisen deutlich kleinere Abmessungen als Hydraulikleitungen auf und können mit gering erem Aufwand als derartige Hydraulik-Rohrleitungen oder Hydraulikschläuche verlegt werden. Zudem sind sie flexibler gestaltet, so daß sich die Montage weiter vereinfacht.Alternatively, it is also possible that the level control unit each has a difference Pressure relief valve for each suspension unit, the differential pressure limit valves are connected to each other by means of pressure measuring lines. This will a pressure equalization between two or more self-sufficient suspension units possible without a fluid mass flow is required for this. Such a differential pressure opens limit valve from a set differential pressure between the two suspension units units and releases oil from the level control loop into the tank of the respective unit until the differential pressure reaches its predetermined size again. Here the oil changes quantity in each suspension unit, which is why a tank connecting line between the two suspension units is not required. Hence, a very small one Achieve piping effort because there are at least two required connections Have the lines between the sides of the car implemented by the pressure measuring line. This have significantly smaller dimensions than hydraulic lines and can be small more effort than such hydraulic pipelines or hydraulic hoses become. In addition, they are more flexible, so that the assembly is further simplified.

Ferner ist es auch möglich, daß die Niveau-Regeleinheit jeweils ein Differenzdruckbe grenzungsventil für jede Federungseinheit aufweist, wobei die Differenzdruckbegrenzungs ventile mittels Hydraulikleitungen mit den Federungseinheiten verbunden sind, und wobei die Tanks der wenigstens zwei Federungseinheiten ebenfalls über eine Hydraulikleitung mitein ander verbunden sind. Auch diese Bauweise zeichnet sich trotz der erforderlichen zwei Hydraulikleitungen noch durch einen wesentlich verringerten Verrohrungsaufwand gegenüber dem Stand der Technik aus, da der Verrohrungsaufwand durch die Dezentralisierung der Federungseinheiten insgesamt deutlich geringer ist.It is also possible that the level control unit each have a differential pressure has limit valve for each suspension unit, the differential pressure limitation valves are connected to the suspension units by means of hydraulic lines, and wherein the Tanks of the at least two suspension units also via a hydraulic line are connected. This design also stands out despite the two required Hydraulic lines compared to a significantly reduced piping effort the state of the art, since the piping effort through the decentralization of the Suspension units overall is significantly lower.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, daß die Niveau-Regeleinheit jeweils ein der jeweiligen Federungseinheit zugeordnetes Differenzdruckbegrenzungsventil für jede Federungseinheit aufweist, wobei jedes Differenzdruckbe grenzungsventil mittels einer Hydraulikleitung mit einer Federungseinheit auf der anderen Wagenkastenseite verbunden ist, und wobei die Tanks der wenigstens zwei Federungsein heiten ebenfalls über eine Hydraulikleitung miteinander verbunden sind. Damit lassen sich die Teilkomponenten des Systems im wesentlichen in die Federungseinheiten integrieren, wobei diese zudem im wesentlichen identisch ausgebildet werden können. Der Bereitstellungsauf wand für das Federungssystem läßt sich dadurch wesentlich verringern. Zudem ist damit weiterhin ein deutlich geringerer Verrohrungsaufwand gegenüber dem Stand der Technik erzielbar, da die einzelnen Komponenten in den Federungseinheiten zusammengefaßt sind.According to yet another embodiment of the invention, it is also possible that the level control unit each has a differential pressure relief valve assigned to the respective suspension unit for each suspension unit, each differential pressure limit valve by means of a hydraulic line with a suspension unit on the other Car body side is connected, and wherein the tanks of the at least two suspension units are also connected to each other via a hydraulic line. With that, the Integrate sub-components of the system essentially into the suspension units, whereby these can also be designed essentially identically. The deployment order wall for the suspension system can be significantly reduced. In addition, it is furthermore a significantly lower piping effort compared to the prior art achievable since the individual components are combined in the suspension units.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Drehgestell gemäß An spruch 12 bereitgestellt, welches eine derartige Federungseinheit bzw. ein derartiges Fede rungssystem aufweist. Das erfindungsgemäße Drehgestell zeichnet sich aufgrund der kompakten Bauweise der Komponenten durch besonders geringen Montageaufwand aus. Zudem ist es kostengünstig bereitstellbar und weist eine hohe Zuverlässigkeit und Lebens dauer auf, wobei auch der Wartungsaufwand gering gehalten werden kann.According to yet another aspect of the invention, a bogie according to An Say 12 provided which such a suspension unit or such a spring system. The bogie according to the invention is characterized by the compact design of the components due to particularly low installation effort. In addition, it is inexpensive to provide and has a high reliability and life duration, whereby the maintenance effort can also be kept low.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:The invention is described below in exemplary embodiments with reference to the figures in FIG Drawing explained in more detail. It shows:

Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Drehgestells mit einem erfindungsgemäßen hydropneumatischen Federungssystem, wobei einzelne Komponenten zur Verdeutlichung weggelassen sind; FIG. 1 is a simplified perspective view of a bogie according to the invention with a hydropneumatic suspension system, said individual components have been omitted for clarity;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Federungseinheit in einer ersten Ausführungsform; Fig. 2 is a perspective view of a suspension unit of the invention in a first embodiment;

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Federungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform; Fig. 3 shows a suspension unit of the invention according to a second embodiment;

Fig. 4 einen schematischen Funktionsplan einer ersten Ausführungsform des erfindungs gemäßen Federungssystems; Fig. 4 is a schematic function diagram of a first embodiment of the suspension system according to the Invention;

Fig. 5 einen schematischen Funktionsplan einer zweiten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Federungssystems; Fig. 5 is a schematic function diagram of a second embodiment of to the invention OF INVENTION suspension system;

Fig. 6 einen schematischen Funktionsplan einer dritten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Federungssystems; Fig. 6 shows a schematic function diagram of a third embodiment of to the invention OF INVENTION suspension system;

Fig. 7 einen schematischen Funktionsplan einer vierten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Federungssystems; und Fig. 7 shows a schematic functional diagram of a fourth embodiment of to the invention OF INVENTION suspension system; and

Fig. 8 einen schematischen Funktionsplan einer fünften Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Federungssystems. Fig. 8 is a schematic functional diagram of a fifth embodiment of the suspension system according to the invention.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 weist ein Federungssystem in dieser Ausführungsform zwei jeweils auf einem Rahmen an einem Drehgestell 1 des Fahrzeugs montierte Federungs einheiten 2 auf. Das Federungssystem dient hierbei zum Dämpfen von Erschütterungen und Schwingungen des Drehgestells 1 gegenüber dem hier nicht dargestellten Wagenkasten des Fahrzeugs, der über den Federungseinheiten 2 angeordnet ist.As shown in Fig. 1, a suspension system in this embodiment, two each on a frame of a bogie 1 of the vehicle-mounted suspension units 2. The suspension system serves to dampen shocks and vibrations of the bogie 1 compared to the vehicle body of the vehicle, not shown here, which is arranged above the suspension units 2 .

Die Wirkachse jeder Federungseinheit 2 ist senkrecht zu den Radachsen des Drehge stells 1 angeordnet. Die beiden Federungseinheiten 2 stützen den Wagenkasten gemeinsam an einer nicht dargestellten Linie ab, welche die oberen Enden der Federungseinheiten 2 ver bindet und parallel zu den Radachsen vorliegt. Das Federungssystem liegt dabei als solches im wesentlichen mittig zwischen den Radachsen des Drehgestells 1 vor. Ferner ist jede Fede rungseinheit 2 außerhalb der jeweiligen Radscheibe des Drehgestells 1 angeordnet, wobei auch eine Anordnung in der Radscheibenebene möglich ist.The effective axis of each suspension unit 2 is arranged perpendicular to the wheel axles of the rotary actuator 1 . The two suspension units 2 support the car body together on a line, not shown, which binds the upper ends of the suspension units 2 and is present parallel to the wheel axles. As such, the suspension system is essentially in the middle between the wheel axles of the bogie 1 . Furthermore, each Fede approximately unit 2 is arranged outside the respective wheel disc of the bogie 1 , an arrangement in the wheel disc plane is also possible.

Wie im näheren Detail in Fig. 2 gezeigt ist, weist jede Federungseinheit 2 einen Träger 21 auf, an dem ein Federbein 22, ein Federungsspeicher 23, ein Vorratsspeicher 24, eine Steuereinheit 25 und ein Tank 26 befestigt sind. Die Steuereinheit 25 weist hierbei einen Elektromotor 251, ein elektronisches Steuermodul 252 und Ventil- bzw. Druckgebereinheiten 253 auf. Diese Komponenten sind im wesentlichen unmittelbar aneinander gekoppelt, so daß kein Verrohrungsaufwand zwischen diesen erforderlich ist. Der Vollständigkeit halber sei noch darauf verwiesen, daß die Federungseinheit 2 ferner noch weitere Ventile, Niveausensoren, eine Hydraulikpumpe etc. sowie auch eine Abdeckung aufweist, die hier nicht dargestellt sind. Der Niveausensor kann hierzu beispielsweise in die Federungseinheit 2 integriert sein oder auch extern angebracht werden. Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, sind die Teilkomponenten der Federungseinheit 2 beidseitig der Federbeinachse angeordnet.As shown in more detail in FIG. 2, each suspension unit 2 has a carrier 21 to which a suspension strut 22 , a suspension accumulator 23 , a storage accumulator 24 , a control unit 25 and a tank 26 are fastened. The control unit 25 has an electric motor 251 , an electronic control module 252 and valve or pressure transmitter units 253 . These components are essentially coupled directly to one another, so that no piping work is required between them. For the sake of completeness, it should also be pointed out that the suspension unit 2 also has further valves, level sensors, a hydraulic pump etc. and also a cover, which are not shown here. For this purpose, the level sensor can, for example, be integrated in the suspension unit 2 or can also be attached externally. As can be seen from Fig. 2, the sub-components of the suspension unit 2 are arranged on both sides of the strut axis.

In Fig. 3 ist eine abgewandelte Bauweise gezeigt, in der eine Federungseinheit 2' im wesentlichen in zwei Teileinheiten unterteilt ist. Zum einen stellt das Federbein 22 mit direkt angeflanschten Federungsspeicher 23 und Vorratsspeicher 24 eine Einheit dar, während die Steuereinheit 25 und der Tank 26 getrennt davon vorgesehen sind. Als Verbindung dient eine Verbindungsleitung 27, welche jedoch gemäß der Darstellung sehr kurz ausgeführt werden kann, da weiterhin alle Komponenten im Bereich des Federbeins 22 angeordnet sind. Die Verbindungsleitung 27 ist hierbei als Hydraulikschlauch ausgebildet.In Fig. 3 shows a modified construction is shown, is divided into a suspension unit 2 'in substantially the two subunits. On the one hand, the spring strut 22 with a directly flanged suspension accumulator 23 and storage accumulator 24 is a unit, while the control unit 25 and the tank 26 are provided separately therefrom. A connection line 27 serves as a connection, which, however, can be made very short as shown, since all components are still arranged in the region of the spring strut 22 . The connecting line 27 is designed as a hydraulic hose.

In Fig. 4 ist ein schematischer Funktionsplan einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Federungssystems gezeigt. Neben den beiden Federungseinheiten 2 sind hierbei jeweils diesen zugeordnete Niveausensoren 4 und eine gemeinsame Niveau-Regelein heit 5 angeordnet. Die Niveausensoren 4 liefern eine entsprechende Information an die Niveau-Regeleinheit 5, welche ihrerseits ein Steuersignal an die Steuereinheit 25 jeder Fede rungseinheit 2 ausgibt. Die Niveau-Regeleinheit 5 kann hierbei zentral am Drehgestell 1, am oder im Wagenkasten angeordnet sein, oder kann auch einer Federungseinheit 2 zugeordnet werden. Mit dieser Bauweise läßt sich eine Überstromfunktion ohne Verrohrungsaufwand realisieren, da eine rein elektronische Drucküberwachung des Systemdrucks in den beiden Niveauregelkreisen möglich ist. Hierbei wird bei Überschreiten eines vorzugsweise software mäßig eingestellten Differenzdrucks ein in der Regel pro Einheit vorhandenes elektrisch gesteuertes Ablaßventil betätigt, wodurch der erforderliche Druckausgleich möglich wird. Zur Erfassung des Drucks in den beiden Federungseinheiten 2 ist jeweils ein elektrischer Druck sensor vorgesehen, der beispielsweise auch für die elektrische Lasterfassung genutzt werden kann. Damit ist keine Druckerfassung der jeweils anderen Seite über ein Hydraulikmedium erforderlich, da es bei dieser Bauweise lediglich Signalkabel zwischen den Federungsein heiten gibt. Der Installationsaufwand für die erforderlichen Signalkabel kann dabei weiter verringert werden, wenn die Niveau-Regeleinheit 5 einer der Federungseinheiten 2 zugeordnet bzw. darin integriert ist. In FIG. 4 is a schematic function diagram of a first embodiment of the suspension system of the invention is shown. In addition to the two suspension units 2 , these are assigned level sensors 4 and a common level control unit 5 . The level sensors 4 provide a corresponding information to the level control unit 5 , which in turn outputs a control signal to the control unit 25 of each Fede tion unit 2 . The level control unit 5 can be arranged centrally on the bogie 1 , on or in the car body, or can also be assigned to a suspension unit 2 . With this design, an overcurrent function can be implemented without the need for piping, since a purely electronic pressure monitoring of the system pressure in the two level control loops is possible. Here, when a preferably software-set differential pressure is exceeded, an electrically controlled drain valve which is generally present per unit is actuated, as a result of which the required pressure compensation is possible. To record the pressure in the two suspension units 2 , an electrical pressure sensor is provided, which can also be used, for example, for electrical load detection. This means that no pressure detection of the other side via a hydraulic medium is required, since there are only signal cables between the suspension units in this design. The installation effort for the required signal cables can be further reduced if the level control unit 5 is assigned to one of the suspension units 2 or is integrated therein.

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Federungssystems, in der die Niveau-Regeleinheit 5 zwei Differenzdruckbegrenzungsventile 51 und 52 aufweist, die den jeweiligen Federungseinheiten 2 zugeordnet sind. Jedes Differenzdruckbegrenzungs ventil 51 bzw. 52 ist dabei mit der anderen Federungseinheit 2 über eine Druckmeßleitung bzw. Minimeßleitung verbunden, so daß es das Druckniveau dieses Niveauregelkreises zur Verfügung gestellt bekommt. Ab einem vorab eingestellten Differenzdruck zwischen den beiden Federungseinheiten 2 öffnet das jeweilige Differenzdruckbegrenzungsventil 51 bzw. 52 und läßt so lange Öl vom jeweiligen Niveauregelkreis in den Tank 26 der Federungseinheit 2 ab, bis der Differenzdruck wieder den vorbestimmten Grenzwert unterschreitet. Hierbei kann sich die Ölmenge im Federungssystem nicht verändern. Da für die beiden Verbindungs leitungen zwischen den Wagenseiten nur zwei Druckmeßleitungen eingesetzt werden, läßt sich ein Verrohrungsaufwand im wesentlichen vermeiden. Derartige Druckmeßleitungen weisen dabei wesentlich kleinere Abmessungen als Hydraulik-Rohrleitungen oder Hydrau likschläuche auf und können leichter bzw. flexibler verlegt werden. Hierbei erfolgt ein Druck abgleich mittels eines Offset-Signals, das über eine in sich geschlossene, stehende Öldruck säule in einer Druckmeßleitung von einem Differenzdrucksensor zum anderen Differenz drucksensor der Differenzdruckbegrenzungsventile übertragen wird. Somit findet kein Druck ausgleich mittels einem Fluidmassenstrom statt. Fig. 5 shows a second embodiment of the suspension system of the invention in which the leveling unit 5 comprises two differential-pressure relief valves 51 and 52, which are assigned to the respective suspension units 2. Each differential pressure limiting valve 51 or 52 is connected to the other suspension unit 2 via a pressure measuring line or mini measuring line, so that the pressure level of this level control circuit is made available. From a previously set differential pressure between the two suspension units 2 , the respective differential pressure relief valve 51 or 52 opens and releases oil from the respective level control loop into the tank 26 of the suspension unit 2 until the differential pressure falls below the predetermined limit value again. The amount of oil in the suspension system cannot change. Since only two pressure measuring lines are used for the two connecting lines between the car sides, a piping effort can be substantially avoided. Such pressure lines have much smaller dimensions than hydraulic pipes or hydraulic likschläuche and can be laid more easily or flexibly. Here, a pressure adjustment is carried out by means of an offset signal, which is transmitted via a closed, standing oil pressure column in a pressure measuring line from one differential pressure sensor to the other differential pressure sensor of the differential pressure relief valves. Thus there is no pressure equalization by means of a fluid mass flow.

Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Federungssystems, wobei hier die beiden Differenzdruckbegrenzungsventile 51 und 52 als separate Einheit am Drehgestell 1 oder am Wagenkasten angeordnet sind. Diese Bauweise weist zudem jeweils eine Hydraulikleitung von der Niveau-Regeleinheit 5 zu den Federungseinheiten 2 auf. Eine weitere Hydraulikleitung verbindet die Tanks 26 der Federungseinheiten 2 miteinander, um im Falle des Überströmens von Öl eine unzulässig hohe Ölmenge auf einer Wagenseite zu verhindern. Fig. 6 shows a third embodiment of the suspension system of the invention, wherein the two differential-pressure relief valves 51 and 52 are arranged as a separate unit on the bogie or on the coach body 1 here. This design also has a hydraulic line from the level control unit 5 to the suspension units 2 . Another hydraulic line connects the tanks 26 of the suspension units 2 to one another in order to prevent an impermissibly high amount of oil on one side of the wagon in the event of oil overflowing.

Gemäß der Darstellung in Fig. 7 können die Differenzdruckbegrenzungsventile 51 und 52 in einer vierten Ausführungsform auch einer Federungseinheit 2 zugeordnet werden, so daß diese nicht als separates Modul vorliegen.7, the differential pressure limiting valves 51 and 52 can also be assigned to a suspension unit 2 in a fourth embodiment, so that they are not present as a separate module.

In einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 8 können die Differenzdruckbegrenzungsventile 51 und 52 auch jeweils den Federungseinheiten 2 zugeordnet sein. Dann ist eine zusätzlich Hydraulikleitung erforderlich, um den Niveauregelkreis zu bilden.In a fifth embodiment of the present invention according to FIG. 8, the differential pressure limiting valves 51 and 52 can also each be assigned to the suspension units 2 . Then an additional hydraulic line is required to form the level control loop.

Die Erfindung läßt neben den hier aufgezeigten Ausführungsformen weitere Ge staltungsansätze zu.In addition to the embodiments shown here, the invention allows further Ge design approaches to.

So können einige der Komponenten der elektrischen Steuereinheit 25 oder auch weitere elektrische Komponenten am Drehgestell 1 oder am Wagenkasten angeordnet werden, mit denen die Steuereinheit 25 zusammenwirkt. Damit können die Belastungen auf einen Teil der elektrischen Komponenten in gewissen Rahmen reduziert werden.Thus, some of the components of the electrical control unit 25 or also further electrical components can be arranged on the bogie 1 or on the car body, with which the control unit 25 interacts. The loads on some of the electrical components can thus be reduced to a certain extent.

Ferner ist es auch möglich, den Federungsspeicher, den Vorratsspeicher, den Tank und die Steuereinheit sternförmig um das jeweilige Federbein anzuordnen.Furthermore, it is also possible to use the suspension accumulator, the accumulator, the tank and to arrange the control unit in a star shape around the respective shock absorber.

Zudem können bei größeren aufzunehmenden Lasten auch zwei oder mehrere Feder beine unmittelbar nebeneinander angeordnet werden, welche dann von einem gemeinsamen Federungsspeicher, Vorratsspeicher, Tank und einer gemeinsamen Steuereinheit versorgt bzw. gesteuert werden. Darüber hinaus können auch auf einer Fahrzeugseite beabstandet vonein ander angeordnete Federbeine von gemeinsamen Versorgungs- und Steuerungskomponenten bedient werden.In addition, two or more springs can be used for larger loads legs are arranged directly next to each other, which are then from a common one Suspension storage, storage, tank and a common control unit supplied or to be controlled. In addition, can also be spaced from one another on a vehicle side differently arranged struts of common supply and control components to be served.

Wenn die Niveau-Regeleinheit 5 am Wagenkasten oder am Drehgestell 1 angeordnet ist, kann sie auch mehr als zwei seitlich am Fahrzeug angeordnete Federungseinheiten 2 steuern.If the level control unit 5 is arranged on the car body or on the bogie 1 , it can also control more than two suspension units 2 arranged on the side of the vehicle.

Die Erfindung schafft somit ein hydropneumatisches Federungssystem für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, bzw. eine hydropneumatische Federungseinheit, welche im Federungssystem enthalten ist, und mittels der der Verrohrungsaufwand für das Federungssystem deutlich reduziert werden kann. Damit lassen sich die Montage und die Instandhaltung des Systems wesentlich vereinfachen. The invention thus provides a hydropneumatic suspension system for a vehicle, especially for a rail vehicle or a hydropneumatic suspension unit, which is included in the suspension system, and by means of the piping effort for the Suspension system can be significantly reduced. This allows the assembly and the Simplify system maintenance considerably.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Drehgestell
bogie

22

, .

22

' Federungseinheit
'' Suspension unit

44

Niveausensor
level sensor

55

Niveau-Regeleinheit
Level control unit

2121

Träger
carrier

2222

Federbein
strut

2323

Federungsspeicher
suspension memory

2424

Vorratsspeicher
storage reservoir

2525

Steuereinheit
control unit

2626

Tank
tank

2727

Verbindungsleitung
connecting line

5151

, .

5252

Differenzdruckbegrenzungsventile
Differential pressure relief valves

251251

Elektromotor
electric motor

252252

elektronisches Steuermodul
electronic control module

253253

Ventil- bzw. Druckgebereinheit
Valve or pressure transmitter unit

Claims

1. Hydropneumatic suspension unit ( 2 ; 2 ') for a vehicle, in particular for a rail vehicle, with at least one spring strut ( 22 ) which is arranged on a bogie ( 1 ) on one side of a body of the vehicle and which has a level sensor ( 4 ) is assigned, as well as with a suspension accumulator ( 23 ), a storage reservoir ( 24 ), a tank ( 26 ) and a control unit ( 25 ) for controlling the level of the at least one shock absorber ( 22 ), characterized in that the suspension accumulator ( 23 ) , the storage unit ( 24 ), the tank ( 26 ) and the control unit ( 25 ) are arranged in the region of the at least one spring strut ( 22 ).

2. Hydropneumatic suspension unit according to claim 1, characterized in that the suspension accumulator ( 23 ), the storage reservoir ( 24 ), the tank ( 26 ) and the control unit ( 25 ) are arranged on both sides of a strut axis.

3. Hydropneumatic suspension unit according to claim 1, characterized in that the suspension accumulator ( 22 ), the storage reservoir ( 24 ), the tank ( 26 ) and the control unit ( 25 ) are arranged in a star shape around the at least one shock absorber ( 22 ).

4. Hydropneumatic suspension unit according to claim 1, characterized in that the suspension accumulator ( 23 ) and the storage reservoir ( 24 ) are arranged directly on the at least one shock absorber ( 22 ), while the tank ( 26 ) and the control unit ( 25 ) adjacent to this on Bogie ( 1 ) or arranged on the car body and connected to the at least one spring strut ( 22 ) via a connecting line ( 27 ).

5. Hydropneumatic suspension system for a vehicle, in particular for a rail vehicle, with at least two suspension units ( 2 ; 2 ') according to one of claims 1 to 4, which are arranged on both sides of the body of the vehicle, and with a level control unit ( 5 ) , which is assigned to the at least two suspension units ( 2 ; 2 ').

6. Hydropneumatic suspension system according to claim 5, characterized in that the level control unit ( 5 ) is arranged separately from the at least two suspension units ( 2 ; 2 ') on the bogie ( 1 ) or on the car body.

7. Hydropneumatic suspension system according to claim 5, characterized in that the level control unit ( 5 ) is associated with a suspension unit ( 2 ; 2 ').

8. Hydropneumatic suspension system according to one of claims 5 to 7, characterized in that the level control unit ( 5 ) is electronically coupled to the at least two suspension units ( 2 ; 2 ').

9. Hydropneumatic suspension system according to one of claims 5 to 7, characterized in that the level control unit ( 5 ) each has a differential pressure limiting valve ( 51 , 52 ) for each suspension unit ( 2 ; 2 '), the differential pressure limiting valves ( 51 , 52 ) are connected to one another by means of pressure measuring lines.

10. Hydropneumatic suspension system according to one of claims 5 to 7, characterized in that the level control unit ( 5 ) each has a differential pressure relief valve ( 51 , 52 ) for each suspension unit ( 2 ; 2 '), the differential pressure limit valve ( 51 , 52 ) are connected to the suspension units ( 2 ; 2 ') by means of hydraulic lines, and the tanks ( 26 ) of the at least two suspension units ( 2 ; 2 ') are also connected to one another via a hydraulic line.

11. Hydropneumatic suspension system according to claim 5, characterized in that the level control unit ( 5 ) in each case one of the respective suspension unit ( 2 ; 2 ') assigned differential pressure relief valve ( 51 , 52 ) for each suspension unit ( 2 ; 2 '), wherein each differential pressure relief valve ( 51 , 52 ) is connected to a suspension unit on the other side of the car body by means of a hydraulic line, and the tanks ( 26 ) of the at least two suspension units ( 2 ; 2 ') are also connected to one another via a hydraulic line.

12. bogie ( 1 ) for a vehicle, in particular for a rail vehicle, with a hydropneumatic suspension system according to one of claims 5 to 11 or with at least one suspension unit ( 2 ; 2 ') according to one of claims 1 to 4.