DE102004050369A1 - Large-scale vehicle for passenger transport, in particular rail vehicle, with articulated car bodies - Google Patents

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Abstract

Spacious vehicle for transportation of passengers by joint connection of coupled bogies (1,2) wherein one joint with bogie moves in the transverse direction around vertical axle (5) while bogies are driven in the longitudinal direction. Fulcrum of upper spherical joint (6) and fulcrum of lower spherical joint (7) move around vertical axle.

Description

Die Erfindung betrifft ein großräumiges Fahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere ein Schienenfahrzeug, das durch Gelenkverbindungen gekoppelte Wagenkästen aufweist, von denen wenigstens zwei Wagenkästen jeweils auf einem Drehgestell oder Fahrwerk abgestützt sind, wobei als Schwenklagerungen ausgebildete Gelenkverbindungen bei Kurvenfahrt Drehbewegungen der Wagenkästen um die Hochachse zulassen.The The invention relates to a large-scale vehicle for passenger transport, in particular a rail vehicle coupled by articulated joints car bodies of which at least two car bodies each on a bogie or suspension supported are, where formed as a pivot bearings articulated joints when cornering allow rotational movements of the car bodies around the vertical axis.

In der Zeitschrift Der Nahverkehr, Nr. 6/1996, Seiten 48 bis 53, ist ein innovatives Rohbaukonzept für ein modulares Straßenbahnfahrzeug beschrieben. Bei dem in 2 dieser Literaturstelle gezeigten vierteiligen Prototyp-Fahrzeug ist ein brückenartig gestalteter Wagenkasten (Mittelmodul) gelenkig mit zwei Wagenkästen verbunden, die jeweils auf einem zweiachsigen Fahrwerk abgestützt sind (zweiachsige Fahrwerkmodule). Das Prototyp-Fahrzeug hat weiter einen Wagenkasten, der auf einem einachsigen Fahrwerk ruht (einachsiges Fahrwerkmodul). Die unteren Gelenkverbindungen umfassen sphärisch bewegliche Fahrzeuggelenke, die über Konsolen mit den Wagenkästen starr verbunden sind. Diese unteren Gelenke, die als Baugruppe beispielsweise durch die DE 101 39 970 A1 bekannt sind, lassen Schwenkbewegungen und prinzipiell auch Nick- sowie Wankbewegungen zu. Die beim Prototyp-Fahrzeug zwischen dem Mittelmodul und den beiden zweiachsigen Fahrwerkmodulen angeordnete erste Ausführung der oberen Gelenke lässt lediglich eine Schwenkbewegung um die Hochachse (z-Achse) zu. Eine beim Prototypen zwischen dem Wagenkasten mit dem einachsigen Fahrwerkmodul und dem Mittelmodul angeordnete zweite Ausfüh rung des oberen Gelenks erlaubt dem Fahrzeug beim Durchfahren einer Mulde bzw. Kuppe auch eine Nickbewegung um die Querachse. Bei dieser zweiten Gelenkausführung sind die Wagenkästen über einen Querlenker verbunden, der an einer jeweiligen Konsole beider Wagenkästen angreift.In the magazine Der Nahverkehr, No. 6/1996, pages 48 to 53, an innovative shell concept for a modular tram vehicle is described. At the in 2 In this reference shown four-part prototype vehicle is a bridge-like car body (center module) hingedly connected to two car bodies, which are each supported on a two-axle chassis (biaxial suspension modules). The prototype vehicle also has a car body resting on a single-axle chassis (single-axle chassis module). The lower joints include spherically movable vehicle joints, which are rigidly connected via consoles with the car bodies. These lower joints, as an assembly, for example, through the DE 101 39 970 A1 are known, allow pivoting movements and, in principle, pitching and rolling movements. The first embodiment of the upper joints arranged in the prototype vehicle between the center module and the two two-axle chassis modules only permits a pivoting movement about the vertical axis (z-axis). An arranged in the prototype between the car body with the uniaxial suspension module and the center module second Ausfüh tion of the upper joint allows the vehicle when driving through a trough or dome and a pitching motion about the transverse axis. In this second joint design, the car bodies are connected via a transverse link which engages a respective console of both car bodies.

Bei dem zuvor erläuterten modularen Fahrzeug und auch bei anderen so genannten Multigelenkfahrzeugen – siehe dazu in der Zeitschrift Railway Gazette 2003, Seiten 57 bis 64, beispielsweise 4 "Dresden NGTD 6", 6 "Citadis" und 7 "Cityrunner" – werden also Gelenke eingesetzt, die entweder nur ein Schwenken der Wagenkästen um die Hochachse oder ein Schwenken und Nicken der Wagenkästen um die Hochachse bzw. um die Querachse zulassen. Bei bestimmten Gleissituationen (wie insbesondere Gleisüberhöhungen in Kurven oder Gleisverwindungen) kommt es zu einer Torsion der Wagenkästen mit der Folge hoher Beanspruchungen der Struktur der Wagenkästen. Wenngleich die Wagenkästen im Hinblick auf diese hohen Beanspruchungen dimensioniert sind, sind Überlastungen und Beschädigungen der Wagenkastenstrukturen im Fahrbetrieb nicht auszuschließen.In the above-mentioned modular vehicle and in other so-called multi-articulated vehicles - see the journal Railway Gazette 2003, pages 57 to 64, for example 4 "Dresden NGTD 6", 6 "Citadis" and 7 "Cityrunner" - so joints are used, which allow either only a pivoting of the car bodies around the vertical axis or a pivoting and nodding of the car bodies around the vertical axis or about the transverse axis. In certain track situations (such as in particular track overshoots in curves or track distortions), there is a torsion of the car bodies, resulting in high stresses on the structure of the car bodies. Although the car bodies are dimensioned in view of these high stresses, overloads and damage to the body structures can not be ruled out while driving.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem großräumigen Fahrzeug mit den gattungsgemäßen Merkmalen eine als Schwenklagerung ausgebildete Gelenkverbindung oder mehrere solcher Gelenkverbindungen auf möglichst einfache Weise so auszugestalten, dass bei allen Gleissituationen Überlastungen und Beschädigungen der Wagenkastenstrukturen sicher vermieden sind.Of the Invention is therefore the object of a large-scale vehicle with the generic features a trained as a pivot bearing articulation or more such joints on as possible simple way to design so that in all track situations overloads and damage the car body structures are safely avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest eine der Schwenklagerungen im oberen Fahrzeugbereich in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar an einen der Wagenkästen angeschlossen ist und dadurch neben den Drehbewegungen um die Hochachse auch Wankbewegungen der Wagenkästen um die Fahrzeuglängsachse ermöglicht.These Task is inventively characterized solved, that at least one of the pivot bearings in the upper vehicle area slidably connected to one of the car bodies in the vehicle transverse direction is and in addition to the rotational movements about the vertical axis also rolling movements of car bodies around the vehicle's longitudinal axis allows.

Da nach der Erfindung zumindest eine der Schwenklagerungen des Fahrzeuges Schwenkbewegungen und auch Wankbewegungen der Wagenkästen zulässt, tritt Idealerweise keine torsionale Beanspruchung der Wagenkästen auf, die Beschädigungen hervorrufen könnte.There according to the invention, at least one of the pivotal bearings of the vehicle Pivoting movements and rolling movements of the car bodies permits occurs Ideally, no torsional load on the car bodies, the damages could cause.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben, die in der Zeichnung prinzipartig dargestellt sind. Die 1 und 2 zeigen jeweils Gelenkverbindungen zwischen zwei Wagenkästen eines Schienenfahrzeuges in perspektivischer Darstellung.In addition, the invention will be described in more detail with reference to two embodiments, which are shown in principle in the drawing. The 1 and 2 show in each case joints between two car bodies of a rail vehicle in a perspective view.

Die Wagenkästen 1 und 2 sind vorzugsweise Bestandteile eines modular gestalteten Schienenfahrzeuges, welches mehr als drei Wagenkästen aufweist. Der Wagenkasten 1 kann auf einem Drehgestell oder Fahrwerk abgestützt sein, während der Wagenkasten 2 brückenartig ausgebildet ist und durch den abgestützten Wagenkasten 1 und einen weiteren abgestützten Wagenkasten (1) getragen wird, welcher in der Zeichnungsebene rechts neben dem brückenartigen Wagenkasten 2 angeordnet ist. Es ist jedoch auch denkbar, alle Wagenkästen auf Drehgestellen oder Fahrwerken abzustützen.The car bodies 1 and 2 are preferably components of a modular designed rail vehicle, which has more than three car bodies. The car body 1 can be supported on a bogie or chassis while the carbody 2 is formed bridge-like and through the supported car body 1 and another supported car body ( 1 ), which in the plane of the drawing to the right of the bridge-like car body 2 is arranged. However, it is also conceivable to support all car bodies on bogies or chassis.

Alle Wagenkästen des mehrteiligen Schienenfahrzeuges sind durch Gelenkverbindungen gekoppelt, die bei Kurvenfahrt Drehbewegungen D der Wagenkästen um die Hochachse 5 zulassen. Bei einem mehr als dreiteiligen Schienenfahrzeug ist zumindest eine Gelenkverbindung derart ausgebildet, dass das Fahrzeug bei Mulden- oder Kuppenfahrt auch Nickbewegungen um die Querachse ausführen kann.All car bodies of the multi-part rail vehicle are coupled by articulated joints, the rotational movements D when cornering Car bodies around the vertical axis 5 allow. In a more than three-part rail vehicle, at least one articulated connection is designed such that the vehicle can also execute pitching movements about the transverse axis in the event of trough or uphill travel.

Die Wagenkästen 1 und 2 sind im oberen Bereich über wagenseitig montierte Konsolen 3 bzw. 4 und ein sphärischen Gelenk 6 miteinander verbunden. Um zusätzliche Wankbewegungen der Wagenkästen 1 und 2 um die Fahrzeuglängsachse zu ermöglichen, ist gemäß 1 die Konsole 3 an dem Wagenkasten 1 derart montiert (z. B. durch eine Linearführung), dass an der Verbindungsstelle eine Verschiebung Q der Konsole 3 in Fahrzeugquerrichtung erfolgen kann. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 werden die zusätzlichen Wankbewegungen zwischen den Wagenkästen 1 und 2 dadurch erreicht, dass die Konsole 3 über eine Achse 8 mit dem Wagenkasten 1 verbunden ist und sich auf dieser Achse 8 gegenüber dem Wagenkasten 1 in Fahrzeugquerrichtung verschieben kann (siehe Q). Die Achse 8 ist auch in mehrteiliger Ausführung denkbar.The car bodies 1 and 2 are in the upper area on carriages mounted consoles 3 respectively. 4 and a spherical joint 6 connected with each other. For additional rolling movements of the car bodies 1 and 2 to allow the vehicle longitudinal axis is according to 1 the console 3 on the car body 1 mounted in such a way (eg by a linear guide), that at the junction a displacement Q of the console 3 Can be done in the vehicle transverse direction. According to the embodiment 2 become the additional rolling motions between the car bodies 1 and 2 achieved by the console 3 over an axis 8th with the car body 1 is connected and on this axis 8th opposite the car body 1 in the vehicle transverse direction (see Q). The axis 8th is also conceivable in multipart design.

Bei den anhand der 1 und 2 erläuterten Funktionsprinzipien empfiehlt es sich, die Querverschiebbarkeit Q der Konsole 3 gegenüber dem Wagenkasten 1 durch Bauteile zu begrenzen, die insbesondere als Queranschlag 9 ausgebildet sein können. Zusätzlich können Elemente 10 mit federnder Wirkung und/oder Elemente 11 mit dämpfender Wirkung eingesetzt werden, die das Verhalten der Querverschiebung Q entsprechend beeinflussen.In the case of the 1 and 2 explained principles of operation, it is recommended, the Querverschiebbarkeit Q of the console 3 opposite the car body 1 by limiting components, in particular as a transverse stop 9 can be trained. In addition, elements can 10 with resilient action and / or elements 11 be used with damping effect, which influence the behavior of the transverse displacement Q accordingly.

Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, befinden sich der Drehpunkt des oberen sphärischen Gelenks 6 und der Drehpunkt eines unteren sphärischen Gelenks 7 zwischen den beiden Wagenkästen 1 und 2 im Sinne einwandfreier Schwenkbewegungen i Idealerweise in derselben Hochachse 5.Like from the 1 and 2 can be seen, are the fulcrum of the upper spherical joint 6 and the pivot point of a lower spherical joint 7 between the two car bodies 1 and 2 in terms of perfect pivotal movements i ideally in the same vertical axis 5 ,

Die hier beschriebenen Funktionsprinzipien sind grundsätzlich auch auf die Verbindungsstelle zwischen dem Wagenkasten 2 und der Konsole 4 übertragbar.The functional principles described here are basically also on the connection point between the car body 2 and the console 4 transferable.

11
Wagenkastencar body
22
Wagenkastencar body
33
Konsoleconsole
44
Konsoleconsole
55
Hochachsevertical axis
66
oberes sphärisches Gelenkupper spherical joint
77
unteres sphärisches Gelenklower spherical joint
88th
Achseaxis
99
Queranschlagcross stop
1010
Element mit federnder Wirkungelement with a spring effect
1111
Element mit dämpfender Wirkungelement with steaming effect
DD
Drehbewegung um die Hochachserotary motion around the vertical axis
QQ
Querverschiebungtransverse displacement

Claims (7)

Großräumiges Fahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere Schienenfahrzeug, das durch Gelenkverbindungen gekoppelte Wagenkästen (1, 2) aufweist, von denen wenigstens zwei Wagenkästen jeweils auf einem Drehgestell oder Fahrwerk abgestützt sind, wobei als Schwenklagerungen ausgebildete Gelenkverbindungen bei Kurvenfahrt Drehbewegungen (D) der Wagenkästen (1, 2) um die Hochachse (5) zulassen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Schwenklagerungen im oberen Fahrzeugbereich in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar (Q) an einen der Wagenkästen (1) angeschlossen ist und dadurch neben den Drehbewegungen (D) um die Hochachse (5) auch Wankbewegungen der Wagenkästen (1, 2) um die Fahrzeuglängsachse ermöglicht.Large-capacity vehicle for passenger transport, in particular rail vehicle, the car bodies coupled by articulated joints ( 1 . 2 ), of which at least two car bodies are each supported on a bogie or chassis, wherein formed as a pivot bearings articulated joints when cornering rotational movements (D) of the car bodies ( 1 . 2 ) around the vertical axis ( 5 ), characterized in that at least one of the pivot bearings in the upper vehicle region in the vehicle transverse direction displaceable (Q) to one of the car bodies ( 1 ) and thereby in addition to the rotational movements (D) about the vertical axis ( 5 ) also rolling movements of the car bodies ( 1 . 2 ) allows the vehicle longitudinal axis. Großräumiges Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenklagerung eine Konsole (3) aufweist, die am Wagenkasten (1) in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar (Q) gehalten ist.Large-capacity vehicle according to claim 1, characterized in that the pivot bearing a console ( 3 ), which on the car body ( 1 ) is held displaceably (Q) in the vehicle transverse direction. Großräumiges Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (3) mit einer am Wagenkasten (1) angebrachten Achse (8) verbunden und auf dieser Achse (8) querverschiebbar (Q) ist.Large-capacity vehicle according to claim 2, characterized in that the console ( 3 ) with one on the car body ( 1 ) axis ( 8th ) and on this axis ( 8th ) is transversely displaceable (Q). Großräumiges Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebbarkeit (Q) der Schwenklagerung bzw. ihrer Konsole (3) in Fahrzeugquerrichtung durch Queranschläge (9) begrenzt ist.Large-area vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the displaceability (Q) of the pivot bearing or its console ( 3 ) in the vehicle transverse direction by transverse stops ( 9 ) is limited. Großräumiges Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebbarkeit (Q) der Schwenklagerung bzw. ihrer Konsole (3) in Fahrzeugquerrichtung durch wenigstens ein Element (10) mit federnder Wirkung beeinflusst ist.Large-area vehicle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the displaceability (Q) of the pivot bearing or its console ( 3 ) in the vehicle transverse direction through at least one element ( 10 ) is influenced with a spring effect. Großräumiges Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebbarkeit (Q) der Schwenklagerung bzw. ihrer Konsole (3) in Fahrzeugquerrichtung durch wenigstens ein Element (11) mit dämpfender Wirkung beeinflusst ist.Large-area vehicle according to one of claims 1 to 5, characterized in that the displaceability (Q) of the pivot bearing or its console ( 3 ) in the vehicle transverse direction through at least one element ( 11 ) is influenced by a damping effect. Großräumiges Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkverbindung der Wagenkästen (1, 2) ein oberes sphärisches Gelenk (6) und ein unteres sphärisches Gelenk (7) aufweist, wobei die Drehachsen dieser beiden Gelenke (6, 7) in derselben Hochachse (5) liegen.Large-area vehicle according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Articulated connection of car bodies ( 1 . 2 ) an upper spherical joint ( 6 ) and a lower spherical joint ( 7 ), wherein the axes of rotation of these two joints ( 6 . 7 ) in the same vertical axis ( 5 ) lie.
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