DE102008060640B4

DE102008060640B4 - Anordnung von Kolben-Zylinder-Aggregaten

Info

Publication number: DE102008060640B4
Application number: DE200810060640
Authority: DE
Inventors: Michael Wolff; Johannes Weber; Böttcher Andreas
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2014-07-03
Anticipated expiration: 2028-12-06
Also published as: DE102008060640A1

Abstract

Anordnung von Kolben-Zylinder-Aggregaten (2) mit mindestens zwei parallel angeordneten Kolben-Zylinder-Aggregaten (2) für ein Drehgestell (1) eines Schienenfahrzeugs, wobei jedes Kolben-Zylinder-Aggregat (2) einen mit Dämpfungsmittel gefüllten Arbeitszylinder und einen an einer Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben (6) aufweist, wobei mindestens ein Arbeitsraum (5) eines Kolben-Zylinder-Aggregats (1) mit einem Arbeitsraum (5) eines anderen Kolben-Zylinder-Aggregats (2) hydraulisch verbunden ist, wobei bei einem Jakobs-Drehgestell (1), bei dem das Ende eines ersten Wagenaufbaus (4a) und der Anfang eines zweiten Wagenaufbaus (4b) auf einem gemeinsamen Drehgestell (1) angeordnet sind, die parallel angeordneten Kolben-Zylinder-Aggregate (2) so angeordnet sind, dass beide Kolben-Zylinder-Aggregate (2) auf einem gemeinsamen Drehgestell (1) angeordnet sind, wobei jedoch das eine Kolben-Zylinder-Aggregat (2a) den ersten Wagenaufbau (4a) und das andere Kolben-Zylinder-Aggregat (2b) den zweiten Wagenaufbau (4b) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskolben (6) den Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume und die Arbeitsräume (5) derart parallel geschaltet sind, dass bei paralleler Bewegung der Dämpfungskolben (6) eine Dämpfung erzeugt wird und dass bei gegenläufiger Bewegung der Dämpfungskolben (6) ein druckloser Austausch von Dämpfungsmittel zwischen den jeweiligen Arbeitsräumen (5) erfolgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung von Kolben-Zylinder-Aggregaten mit mindestens zwei parallel angeordneten Kolben-Zylinder-Aggregaten für ein Drehgestell eines Schienenfahrzeugs, wobei jedes Kolben-Zylinder-Aggregat einen mit Dämpfungsmittel gefüllten Arbeitszylinder und einen an einer Kolben-stange befestigten Dämpfungskolben aufweist, der den Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei mindestens ein Arbeitsraum eines Kolben-Zylinder-Aggregats mit einem Arbeitsraum eines anderen Kolben-Zylinder-Aggregats hydraulisch verbunden ist.
Es sind bereits Schwingungsdämpferanordnungen mit parallel angeordneten Schwingungsdämpfern für Drehgestelle für Schienenfahrzeuge bekannt ( DE 100 43 053 A1 , DE 197 14 745 A1 ), es handelt sich hierbei um so genannte Schlingerdämpfer, die in einem Drehgestell eines Schienenfahrzeuges eingebaut sind und wobei die Arbeitsräume mindestens eines Schwingungsdämpfers auf der einen Seite der Längsachse des Drehgestells hydraulisch mit den Arbeitsräumen mindestens eines weiteren Schwingungsdämpfers auf der anderen Seite der Längsachse des Drehgestells verbunden sind. Diese Schwingungsdämpfer sind so miteinander verbunden, dass bei Parallelschwingungen im Drehgestell ein druckloser Austausch von Dämpfungsmittel zwischen den Arbeitsräumen erfolgt und dass bei Drehschwingungen (schlingern des Drehgestelles) zur Erzielung einer Dämpfung jeweils die komprimierenden und jeweils die expandierenden Arbeitsräume miteinander verbunden sind. Um dieses zu erreichen, muss zumindest jeweils ein unterer Arbeitsraum mit einem oberen Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers auf der anderen Seite und umgekehrt verbunden sein.
Aus der gattungsbildenden DE 10 2007 008 444 A1 ist ein Fahrzeug mit einer Wankstütze bekannt. Dazu verfügt das Fahrzeug über mehrere einseitig wirkende Hydraulikzylinder, die jeweils nur einen Arbeitsraum aufweisen. Die Hydraulikzylinder sind über Druckleitung gleichsinnig miteinander verbunden. Diese gleichsinnige Verbindung der Arbeitsräume bewirkt, dass keine gleichzeitige Verkürzung oder Verlängerung möglich ist.
Des Weiteren beschreibt die DE 43 11 521 C1 eine Wankstütze für Schienenfahrzeuge.
Aufgabe der Erfindung ist es, Kolben-Zylinder-Aggregate, die in so genannten Jakobs-Drehgestellen von Schienenfahrzeugen eingebaut sind, derart miteinander hydraulisch zu verbinden, dass die Fahrzeugaufbauten der einzelnen Wagen eine relativ geringe Auslenkung in vertikaler Richtung ausführen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruch 1 gelöst.
Auf einem Jakobs-Drehgestell stützen sich zwei aufeinander folgende Wagen gleichzeitig ab. Das Drehgestell befindet sich also direkt unter dem Übergang zweier fest verbundener Fahrzeuge. Es entfällt damit der nach außen zeigende Überhang von Einzelwagen mit jeweils einzelnen Drehgestellen, so dass kürzere Wagenübergänge möglich sind. Damit jeweils zwei aufeinander folgende Wagen, also der Endbereich des ersten Wagens und der Anfangsbereich des zweiten Wagens, welche auf einem gemeinsamen Drehgestell angeordnet sind, bei Fahrbahnunebenheiten in etwa die gleiche Vertikalbewegung ausführen, sind die Kolben-Zylinder-Aggregate derart hydraulisch miteinander verbunden, dass bei Parallelbewegung der Kolben-Zylinder-Aggregate eine Dämpfung erzeugt wird, und dass bei gegenläufiger Bewegung der Kolben-Zylinder-Aggregate das Dämpfungsmittel zwischen den Arbeitsräumen der beiden benachbarten Kolben-Zylinder-Aggregate drucklos ausgetauscht wird.
Hierzu ist es vorteilhaft, dass in Längsrichtung auf jeder Seite des Drehgestells je zwei Kolben-Zylinder-Aggregate angeordnet sind und dass jeweils die beiden oberen Arbeitsräume und die beiden unteren Arbeitsräume der parallel zueinander angeordneten Kolben-Zylinder-Aggregate hydraulisch verbunden sind.
In Längsrichtung sind also jeweils auf der rechten und linken Wagenseite jeweils zwei Kolben-Zylinder-Aggregate angeordnet und hydraulisch miteinander verbunden, wobei das eine Kolben-Zylinder-Aggregat mit dem ersten Wagen und das andere Kolben-Zylinder-Aggregat mit dem zweiten Wagen in Wirkverbindung steht. Der Aufbau des Wagens wird dabei in Vertikalrichtung gedämpft. Auf der anderen Längsseite des Drehgestells ist wiederum die gleiche Anordnung vorgesehen.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass die Kolben-Zylinder-Aggregate als Einrohr- oder Zweirohrschwingungsdämpfer ausgebildet sind.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass sämtliche Drehgestelle eines Schienenfahrzeugs mit jeweils zwei Kolben-Zylinder-Aggregaten versehen sind.
Eine fertigungstechnisch einfache Ausführung sieht vor, dass als hydraulische Verbindung eine feste und/oder flexible Rohrverbindung vorgesehen ist.
Zur Erzielung einer Dämpfung im Kolben-Zylinder-Aggregat ist vorgesehen, dass der jeweilige Dämpfungskolben für die Druck- und/oder Zugstufe mit Dämpfungsventilen versehen ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 und 2 eine schematische Anordnung von Kolben-Zylinder-Aggregaten in einem Jakobs-Drehgestell
3 zeigt eine Version gemäß dem Stand der Technik
4 zwei hydraulisch verbundene Kolben-Zylinder-Aggregate schematisch dargestellt
5 zwei Kolben-Zylinder-Aggregate in einer Position ohne Dämpfungsaufbau
6 zwei Kolben-Zylinder-Aggregate in Parallelbewegung, so dass Dämpfungskraft aufgebaut wird.
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Jakobs-Drehgestell 1 mit Rädern 3 sowie Kolben-Zylinder-Aggregaten 2a und 2b, die jeweils einen Wagenaufbau 4a und 4b in vertikaler Richtung abstützen. Auf diesem Drehgestell 1 stützen sich demnach zwei aufeinander folgende Wagenaufbauten eines Schienenfahrzeuges gleichzeitig ab. Der erste Wagenaufbau 4a stützt sich mit seinem Endbereich auf dem Drehgestell 1 über das Kolben-Zylinder-Aggregat 2a ab, während der zweite Wagen 4b sich mit seinem Aufbau über ein weiteres Kolben-Zylinder-Aggregat 2b ebenfalls auf dem gleichen Drehgestell 1 abstützt.
Bei einem Schienenzug wiederholt sich diese Anordnung über seine gesamte Länge und bedeutet, dass bei Verwendung von Drehgestellen des Typs Jakobs die Wagen lediglich in der Werkstatt getrennt werden können, sie bilden im Betrieb eine nicht trennbare Einheit über die gesamte Zuglänge.
Aus der 2 ist nun zu entnehmen, dass bei unterschiedlicher Bewegung des Drehgestells 1 die Kolben-Zylinder-Aggregate 2a und 2b relativ zueinander eine unterschiedliche Bewegung ausführen, in dieser Position sollen die Kolben-Zylinder-Aggregate keine Dämpfungskraft aufbauen, sondern lediglich einen drucklosen Austausch jeweils der beiden oberen Arbeitsräume und der unteren Arbeitsräume übernehmen, so dass die beiden Wagenaufbauten 4a und 4b in etwa gleich zueinander in horizontaler Richtung sich befinden.
Im Gegensatz hierzu zeigt die 3 ein Ausführungsbeispiel, gemäß dem Stand der Technik, nämlich wenn beide Stoßdämpfer unabhängig voneinander Dämpfung aufbauen bewegen sich die beiden Fahrzeugaufbauten 4a und 4b relativ zueinander in andere Richtungen, so dass die horizontale Lage der Wagenaufbauten unterschiedlich ist. Dies soll durch den Gegenstand der Anmeldung verhindert werden.
Aus der 4 sind zwei Kolben-Zylinder-Aggregate 2a und 2b zu entnehmen, es ist in schematischer Darstellung aufgezeigt, dass jedes Kolben-Zylinder-Aggregat 2 mit Arbeitsräumen 5, einem Dämpfungskolben 6 versehen sind, wobei über die hydraulischen Verbindungen 7 der obere Arbeitsraum 5a des Kolben-Zylinder-Aggregats 2a mit dem oberen Arbeitsraum 5c des Kolben-Zylinder-Aggregats 2b verbunden ist, und dass wiederum der untere Arbeitsraum 5b des Kolben-Zylinder-Aggregats 2a mit dem unteren Arbeitsraum 5d des Kolben-Zylinder-Aggregats 2b in hydraulischer Verbindung 7 zueinander steht. Die Dämpfungskolben 6 besitzen jeweils für die Zug- und Druckstufe Dämpfungsventile 8 um bei Parallelbewegung eine Dämpfungskraft über die Dämpfungsventile 8 zu erzeugen. Bewegen sich die Dämpfungskolben 6 in unterschiedliche Richtung, erfolgt über die hydraulische Verbindung 7 ein druckloser Austausch von Dämpfungsmittel der oberen Arbeitsräume von der einen zur anderen Seite und gleichzeitig der unteren Arbeitsräume in entgegengesetzter Richtung.
Dieses Prinzip ist in 5 nochmals dargestellt. Hier wird angenommen, dass der Dämpfungskolben 6 des Kolben-Zylinder-Aggregats 2b in Auswärtsrichtung bewegt wird und der Kolben 6 des Kolben-Zylinder-Aggregats 2a einwärts bewegt wird, so dass dann das Dämpfungsmittel vom oberen Arbeitsraum 5c in den oberen Arbeitsraum 5a und das Dämpfungsmittel des Arbeitsraumes 5b in umgekehrter Richtung in den unteren Arbeitsraum 5d des anderen Kolben-Zylinder-Aggregats strömt ohne dass dabei die Dämpfungsventile 8 eine Dämpfkraft erzeugen.
Es wird lediglich eine Dämpfkraft erzeugt, wenn die Kolben 6 der beiden Kolben-Zylinder-Aggregate 2 zwar in unterschiedlicher Richtung sich bewegen jedoch nicht mit der gleichen Kolbengeschwindigkeit.
In der 6 dagegen, unter der Voraussetzung, dass beide Dämpfungskolben 6 mit gleicher Kolbengeschwindigkeit einwärts bewegt werden, ist kein Dämpfungsmittelaustausch von der einen zur anderen Seite möglich, es werden dann die Dämpfungsventile 8 zur Erzielung einer Dämpfungskraft betätigt.
Bewegen sich zwar die beiden Dämpfungskolben 6 in die gleiche Richtung jedoch mit unterschiedlicher Kolbengeschwindigkeit erfolgt zu der Dämpfung durch die Dämpfungsventile 8 noch ein entsprechender Ausgleich von Dämpfungsmittel zwischen den entsprechend hydraulisch miteinander verbundenen Arbeitsräumen 5.
Bezugszeichenliste

1: Drehgestell
2: Kolben-Zylinder-Aggregat
3: Räder
4: Wagenaufbau
5: Arbeitsraum
6: Dämpfungskolben
7: hydraulische Verbindung
8: Dämpfungsventile

Claims

Anordnung von Kolben-Zylinder-Aggregaten (2) mit mindestens zwei parallel angeordneten Kolben-Zylinder-Aggregaten (2) für ein Drehgestell (1) eines Schienenfahrzeugs, wobei jedes Kolben-Zylinder-Aggregat (2) einen mit Dämpfungsmittel gefüllten Arbeitszylinder und einen an einer Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben (6) aufweist, wobei mindestens ein Arbeitsraum (5) eines Kolben-Zylinder-Aggregats (1) mit einem Arbeitsraum (5) eines anderen Kolben-Zylinder-Aggregats (2) hydraulisch verbunden ist, wobei bei einem Jakobs-Drehgestell (1), bei dem das Ende eines ersten Wagenaufbaus (4a) und der Anfang eines zweiten Wagenaufbaus (4b) auf einem gemeinsamen Drehgestell (1) angeordnet sind, die parallel angeordneten Kolben-Zylinder-Aggregate (2) so angeordnet sind, dass beide Kolben-Zylinder-Aggregate (2) auf einem gemeinsamen Drehgestell (1) angeordnet sind, wobei jedoch das eine Kolben-Zylinder-Aggregat (2a) den ersten Wagenaufbau (4a) und das andere Kolben-Zylinder-Aggregat (2b) den zweiten Wagenaufbau (4b) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskolben (6) den Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume und die Arbeitsräume (5) derart parallel geschaltet sind, dass bei paralleler Bewegung der Dämpfungskolben (6) eine Dämpfung erzeugt wird und dass bei gegenläufiger Bewegung der Dämpfungskolben (6) ein druckloser Austausch von Dämpfungsmittel zwischen den jeweiligen Arbeitsräumen (5) erfolgt.
Anordnung von Kolben-Zylinder-Aggregaten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung auf jeder Seite des Drehgestells (1) je zwei Kolben-Zylinder-Aggregate (2) angeordnet sind.
Anordnung von Kolben-Zylinder-Aggregaten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die beiden oberen Arbeitsräume (5a, 5c) und die beiden unteren Arbeitsräume (5b, 5d) der parallel zueinander angeordneten Kolben-Zylinder-Aggregate (2) hydraulisch verbunden sind.
Anordnung von Kolben-Zylinder-Aggregaten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Aggregate (2) als Einrohr- oder Zweirohrschwingungsdämpfer ausgebildet sind.
Anordnung von Kolben-Zylinder-Aggregaten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Drehgestelle (1, ... 1u) eines Schienenfahrzeugs mit jeweils zwei Kolben-Zylinder-Aggregaten (2) versehen sind.
Anordnung von Kolben-Zylinder-Aggregaten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als hydraulische Verbindung eine feste und/oder flexible Rohrverbindung vorgesehen ist.
Anordnung von Kolben-Zylinder-Aggregaten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Dämpfungskolben (6) für die Druck- und/oder Zugstufe mit Dämpfungsventilen (8) versehen ist.