DE102014217430A1

DE102014217430A1 - Rail vehicle in articulated train design

Info

Publication number: DE102014217430A1
Application number: DE102014217430.9A
Authority: DE
Inventors: Bernd Bilstein-Hemmer; Martin Glinka; Michael Görner; Marc Gottwald; Michael Kammler; Christian Küter; Klaus Paffrath; Martin Teichmann
Original assignee: Siemens AG Oesterreich; Siemens AG
Current assignee: Siemens AG Oesterreich; Siemens AG
Priority date: 2014-09-01
Filing date: 2014-09-01
Publication date: 2016-03-03
Also published as: PT3164313T; WO2016034502A1; RU177252U1; DK3164313T3; US20170297590A1; PL3164313T3; EP3164313B1; EP3164313A1; ES2780905T3; CN207670405U

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug zur Personenbeförderung, das als Triebzug in Gliederzugausführung ausgebildet ist und wenigstens zwei Wagenkästen (1, 2) aufweist, wobei benachbarte Wagenkästen (1, 2) auf einem gemeinsamen Mitten-Fahrwerk (4, 9) und End-Wagenkästen (1) zusätzlich auf End-Fahrwerken (3, 8) abgestützt sind, wobei sämtliche Fahrwerke (3, 4, 8, 9) zu einem benachbarten Fahrwerk (3, 4, 8, 9) einen Drehgestellmitten-Abstand von 18 bis 21 m aufweisen und die End-Wagenkästen (1) eine Länge im Bereich von 24 bis 27 m aufweisen.The invention relates to a railway vehicle for passenger transport, which is designed as a train train in articulated train and at least two car bodies (1, 2), wherein adjacent car bodies (1, 2) on a common center chassis (4, 9) and end car bodies ( 1) are additionally supported on end chassis (3, 8), wherein all the chassis (3, 4, 8, 9) to an adjacent chassis (3, 4, 8, 9) have a bogie center distance of 18 to 21 m and the end car bodies (1) have a length in the range of 24 to 27 m.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug zur Personenbeförderung, das als Triebzug in Gliederzugausführung ausgebildet ist und wenigstens zwei Wagenkästen aufweist, wobei benachbarte Wagenkästen auf einem gemeinsamen Mitten-Fahrwerk und End-Wagenkästen zusätzlich auf End-Fahrwerken abgestützt sind. The invention relates to a rail vehicle for passenger transport, which is designed as a train in Gliederzugausführung and has at least two car bodies, adjacent car bodies are supported on a common center chassis and end car bodies in addition to end chassis.

Solche Schienenfahrzeuge werden häufig als Regionalfahrzeuge eingesetzt, wobei die Abstützung benachbarter Wagenkästen auf gemeinsamen Mitten-Fahrwerken die Einsparung von Fahrwerken im Vergleich zu einem Schienenfahrzeug bedeutet, bei dem jeder Wagenkasten an seinen Enden jeweils ein Fahrwerk hat. Ein „Standardgliederzug“ hat typischerweise einen Drehgestellmitten-Abstand von 16 m. Benachbarte Wagenkästen teilen sich ein Mitten-Fahrwerk und die beiden Wagenkästen an den Schienenfahrzeug-Enden stützen sich zusätzlich auf eigene Fahrwerke ab, die als End-Fahrwerke bezeichnet werden können. Beispielsweise bei einem 70 m-Fahrzeug besteht der Standardgliederzug aus vier Wagenkästen, wobei die beiden End-Wagenkästen circa 19 m und die beiden Mitten-Wagenkästen circa 16 m lang sind. Ein solches Schienenfahrzeug hat insgesamt 5 Fahrwerke. Such rail vehicles are often used as regional vehicles, wherein the support of adjacent car bodies on common center landing gear means the saving of chassis compared to a rail vehicle, in which each car body has at its ends in each case a chassis. A "standard link train" typically has a bogie center distance of 16 meters. Adjacent car bodies share a center chassis and the two car bodies at the ends of the rail vehicle are additionally supported on their own running gear, which can be referred to as end landing gear. For example, in a 70m vehicle, the standard trailer train consists of four car bodies, with the two end car bodies being approximately 19m and the two center car bodies being approximately 16m long. Such a rail vehicle has a total of 5 chassis.

Allgemeine Anforderung für ein solches Schienenfahrzeug ist es, eine Kombination aus einer Minimierung der Anzahl aller Komponenten des Schienenfahrzeugs und eine gleichzeitige Absenkung von Anschaffungs-, Energie- und/oder Instandhaltungs-Kosten zu ermöglichen. A general requirement for such a rail vehicle is to allow a combination of minimizing the number of all components of the rail vehicle and simultaneously reducing capital, energy and / or maintenance costs.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Schienenfahrzeug derart weiterzuentwickeln, dass unter ungefährer Beibehaltung einer Personenbeförderungskapazität und Fahrzeuglänge die Anzahl aller Komponenten, insbesondere der eingesetzten Wagenkästen und Fahrwerke, vermindert wird. Proceeding from this, the present invention seeks to further develop the aforementioned rail vehicle such that the approximate retention of a passenger transport capacity and vehicle length, the number of all components, in particular the car bodies and chassis used, is reduced.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Schienenfahrzeug gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. This object is achieved in the aforementioned rail vehicle by the characterizing features of claim 1.

Danach ist vorgesehen, dass sämtliche Fahrwerke zu einem benachbarten Fahrwerk einen Drehgestellmitten-Abstand von 19 bis 21 m aufweisen und die End-Wagenkästen eine Länge im Bereich von 24 bis 28 m aufweisen. Thereafter, it is envisaged that all chassis to a neighboring chassis have a bogie center distance of 19 to 21 m and the end car bodies have a length in the range of 24 to 28 m.

Im einfachsten Fall kann das Schienenfahrzeug somit aus zwei End-Wagenkästen aufgebaut sein, die sich auf einem gemeinsamen Mitten-Fahrwerk abstützen. Bevorzugt ist das Gewicht eines oder der Mitten-Wagenkästen einschließlich ihrer Zuladung und Komponenten so bemessen, dass auch zwei unmittelbar aneinander angrenzende Mitten-Wagenkästen, die sich ein Mitten-Fahrwerk teilen, eine maximal zulässige Achslast nicht überschreiten. In diesem Fall kann das Schienenfahrzeug beliebig um weitere Mitten-Wagenkästen erweitert werden. In the simplest case, the rail vehicle can thus be constructed of two end car bodies, which are supported on a common center chassis. Preferably, the weight of one or the middle car bodies including their payload and components is such that even two directly adjacent center car bodies sharing a center chassis, do not exceed a maximum permissible axle load. In this case, the rail vehicle can be extended to any other middle car bodies.

Im Vergleich zum Stand der Technik ist es somit möglich, beispielsweise ein 70 m-Schienenfahrzeug aus nur drei Wagenkästen aufzubauen. Grund dafür ist, dass die vorgesehenen Wagenkästen deutlich länger ausgebildet sind als die im Stand der Technik bekannten. Längere Schienenfahrzeuge können durch Hinzufügen wenigstens eines weiteren Mitten-Wagenkastens und wenigstens eines weiteren Mitten-Fahrwerks realisiert werden. Compared to the prior art, it is thus possible to construct, for example, a 70 m rail vehicle from only three car bodies. The reason for this is that the provided car bodies are designed significantly longer than those known in the prior art. Longer rail vehicles can be realized by adding at least one other center carbody and at least one other center chassis.

Sämtliche Fahrwerke können derart mit innengelagerten Drehgestellrahmen ausgestattet sein, dass in Querrichtung des Fahrwerks Räder des Fahrwerks weiter außen als Längsträger eines Rahmens des Fahrwerks liegen. Dies bewirkt, dass ein Gesamtgewicht des Schienenfahrzeugs durch den Einsatz innengelagerter Drehgestellrahmen deutlich vermindert wird, so dass zulässige maximale Achslasten von z. B. 20 t nicht überschritten werden. All trolleys can be equipped with internally mounted bogie frame such that in the transverse direction of the chassis wheels of the chassis are further outward than the side member of a frame of the chassis. This causes a total weight of the rail vehicle is significantly reduced by the use of internally mounted bogie frame, so that allowable maximum axle loads of z. B. 20 t will not be exceeded.

In dieser Weise wird erreicht, dass die Anzahl von Komponenten, wie Klimaanlagen, Wagenübergängen, Gelenken oder Kupplungen geringer gehalten werden kann als bei einem bekannten Schienenfahrzeug, wie es oben erläutert ist. In this way, it is achieved that the number of components such as air conditioners, car transitions, joints or couplings can be kept lower than in a known rail vehicle, as explained above.

Bevorzugt erstrecken sich Überhänge der End-Wagenkästen von einer Mitte der End-Fahrwerke aus zum zugeordneten Schienenfahrzeugende über eine Länge von mindestens 5 m. Bevorzugt können die Überhänge eine Länge von mindestens 5,5 m, besonders bevorzugt von 6 m aufweisen. Derart lange Überhänge der End-Wagenkästen haben zur Folge, dass die End-Fahrwerke zugunsten der Mitten-Fahrwerke stärker belastet werden. Dies gestattet es wiederum, die Mitten-Fahrwerke mit geringerem Gewicht vorzusehen. Preferably, overhangs of the end car bodies extend from a center of the end carriages to the associated rail vehicle end over a length of at least 5 m. Preferably, the overhangs may have a length of at least 5.5 m, more preferably of 6 m. Such long overhangs of End car bodies have the consequence that the final landing gear in favor of the center landing gears are more heavily loaded. This in turn makes it possible to provide the center landing gear with lower weight.

Schwere Fahrzeugkomponenten, wie Transformatoren, Hilfsbetriebe und/oder Batterien, Komponenten der Traktionstechnik, der Bremse bzw. der Druckluft, des Schienenfahrzeugs können vorteilhafterweise wenigstens teilweise im Bereich der Überhänge der End-Wagenkästen angeordnet sein. Auch dies führt dazu, dass die Mitten-Fahrwerke gewichtsmäßig entlastet werden. Heavy vehicle components, such as transformers, auxiliaries and / or batteries, traction technology components, the brake or the compressed air, of the rail vehicle can advantageously be arranged at least partially in the region of the overhangs of the end car bodies. This also means that the middle chassis are relieved by weight.

Bevorzugt können die Mitten-Fahrwerke mehr als zwei Achsen aufweisen. Dies hat zur Folge, dass sich die von einem Mitten-Fahrwerk abgestützten Wagenkästen auf wenigstens drei Achsen verteilen. Preferably, the center landing gears can have more than two axes. As a result, the car bodies supported by a center chassis are distributed over at least three axles.

Der Raddurchmesser der Mitten-Fahrwerke in einer Ausgestaltung mit mehr als zwei, insbesondere drei, Achsen kann kleiner als der Raddurchmesser der End-Fahrwerke sein. Dies gestattet es, einen stufenfreien Durchgang durch das Schienenfahrzeug insgesamt realisieren zu können. The wheel diameter of the center landing gears in an embodiment with more than two, in particular three, axles may be smaller than the wheel diameter of the end chassis. This makes it possible to realize a stepless passage through the rail vehicle as a whole.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert, wobei funktionsgleiche Komponenten mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind. Es zeigen: Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings, wherein functionally identical components are designated by the same reference numerals. Show it:

1 eine schematische Seitenansicht eines Triebzuges in Gliederzugausführung nach einer ersten Ausführungsform, 1 a schematic side view of a trainset in articulated train according to a first embodiment,

2 eine schematische Seitenansicht eines Triebzuges in Gliederzugausführung nach einer zweiten Ausführungsform, 2 a schematic side view of a trainset in articulated train according to a second embodiment,

3 eine schematische Seitenansicht eines Triebzugs in Gliederzugausführung nach einer dritten Ausführungsform und 3 a schematic side view of a trainset in articulated train according to a third embodiment and

4 eine schematische Seitenansicht eines Triebzugs in Gliederzugausführung nach einer vierten Ausführungsform. 4 a schematic side view of a trainset in articulated train according to a fourth embodiment.

In 1 ist ein dreiteiliger Triebzug veranschaulicht, der zur Realisierung eines Regionalzuges mit einer Länge von circa 70 m geeignet ist. Der Triebzug ist aus zwei End-Wagenkästen 1 und einem dazwischen angeordneten Mitten-Wagenkasten 2 aufgebaut. Der Triebzug zeigt insgesamt vier Drehgestelle 3, 4, wobei die End-Wagenkästen 1 auf einem End-Fahrwerk 3 und einem Mitten-Fahrwerk 4 abgestützt sind. Die End-Fahrwerke 3 der End-Wagenkästen 1 zeigen im Vergleich zum Stand der Technik verlängerte Überhänge 5. Die Überhänge 5 haben, gerechnet von einer Drehgestell-Mitte der End-Fahrwerke 3 eine Länge im Bereich von mindestens 5 m, bevorzugt mindestens 5,5 m, besonders bevorzugt mindestens 6 m. In 1 is a three-piece railcar illustrated, which is suitable for the realization of a regional train with a length of about 70 m. The multiple unit is made up of two end car bodies 1 and a center car body disposed therebetween 2 built up. The multiple unit shows a total of four bogies 3 . 4 , where the end car bodies 1 on an end suspension 3 and a center landing gear 4 are supported. The final landing gears 3 the end coach boxes 1 show prolonged overhangs compared to the prior art 5 , The overhangs 5 have from a bogie center of the end landing gears 3 a length in the range of at least 5 m, preferably at least 5.5 m, more preferably at least 6 m.

Der Mitten-Wagenkasten 2 ruht auf den Mitten-Fahrwerken 4, die als Jakobsdrehgestelle mit außenliegendem Fahrwerkrahmen ausgestaltet sind. Die Mitten-Fahrwerke 2 stützen zudem die inneren Enden der End-Wagenkästen 1 ab. Dabei muss eine jeweilige Abstützung der Wagenkästen 1, 2 auf den Mitten-Fahrwerken 4 nicht notwendigerweise direkt sein. Es ist auch möglich, dass auftretende Vertikalkräfte an dem Ende eines der Wagenkästen zunächst auf den benachbarten Wagenkasten und von da aus auf das betreffende Mitten-Fahrwerk 4 übertragen werden. Ebenso muss ein vertikaler Drehpunkt zwischen benachbarten Wagenkästen weder physisch vorhanden noch genau in einer Fahrwerksmitte sein. The center car body 2 resting on the center landing gears 4 , which are designed as Jacob bogies with external chassis frame. The center landing gears 2 also support the inner ends of the end car bodies 1 from. It must have a respective support of the car bodies 1 . 2 on the center landing gears 4 not necessarily be direct. It is also possible that occurring vertical forces at the end of one of the car bodies first on the adjacent car body and from there to the relevant center chassis 4 be transmitted. Likewise, a vertical pivot point between adjacent car bodies need not be physically present or accurately centered in the chassis.

Drehgestellmitten-Abstände zwischen benachbarten Fahrwerken liegen sämtlich zwischen 19 und 20 m, während die beiden Endwagenkästen 1 zzgl. eines halben Wagenübergangs zum Mittelwagenkasten 2 eine Länge von 25 bis 26 m haben und der Mitten-Wagenkasten zzgl. einem Wagenübergang 19 bis 20 m lang ist. Dabei beträgt eine Länge der End-Wagenkästen 1 wenigstens 24 m, bevorzugt wenigstens 25 m, besonders bevorzugt wenigstens 26 m. Bogie center distances between adjacent landing gears are all between 19 and 20 m, while the two end car bodies 1 plus half a car crossing to the middle car box 2 have a length of 25 to 26 m and the center car body plus a car crossing 19 to 20 m long. This is a length of the end car bodies 1 at least 24 meters, preferably at least 25 meters, more preferably at least 26 meters.

Der Triebzug nach 1 ist beispielhaft mit Dachkomponenten, hier einer Klimaanlage 6, und Unterflurkomponenten, hier einem Transformator 7, pro Wagenkasten 1, 2 des Schienenfahrzeugs dargestellt. Diese Komponenten sind Beispiele für Schwerkomponenten des Triebzugs, die wesentlich zu seinem Gesamtgewicht beitragen und in die Berechnung der zulässigen Achslast der Fahrwerke 3, 4 eingehen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 befinden sich die Klimaanlagen 6 auf den Dächern der Wagenkästen 1, 2, während die Transformatoren 7 unterflur angeordnet sind. Sowohl die Klimaanlagen 6 als auch die Transformatoren 7 sind in der Mitte zwischen zwei benachbarten Fahrwerken 3, 4 angeordnet. The multiple unit after 1 is exemplary with roof components, here an air conditioner 6 , and underfloor components, here a transformer 7 , per car body 1 . 2 of the rail vehicle. These components are examples of heavy components of the trainset, which contribute significantly to its overall weight and in the calculation of the permissible axle load of the chassis 3 . 4 received. According to the embodiment 1 are the air conditioners 6 on the roofs of the car bodies 1 . 2 while the transformers 7 are arranged underfloor. Both the air conditioners 6 as well as the transformers 7 are in the middle between two adjacent landing gears 3 . 4 arranged.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Triebzugs, der weitgehend der Ausbildung des Triebzugs von 1 entspricht. Einzige Abweichung ist die Ausbildung der vorgesehenen Fahrwerke. Sowohl End-Fahrwerke 8 als auch Mitten-Fahrwerke 9 sind als Fahrwerke mit innengelagertem Drehgestellrahmen ausgelegt, was bedeutet, dass in Querrichtung des jeweiligen Fahrwerks 8, 9 Räder des Fahrwerks weiter außen als Längsträger eines Rahmens des Fahrwerks liegen. Diese innen gelagerten Fahrwerksrahmen zeigen ein geringeres Gewicht als außen gelagerte Fahrwerksrahmen, wie sie beispielsweise bei dem Triebzug nach 1 zum Einsatz kommen. Damit sinkt insgesamt das Gesamtgewicht des Triebzugs, so dass ein Aufbau eines Zuges von circa 70 m Länge aus drei Wagenkästen 1, 2 ermöglicht wird. 2 shows a further embodiment of a trainset, which is largely the formation of the trainset of 1 equivalent. The only deviation is the design of the intended landing gear. Both end suspension 8th as well as center landing gears 9 are designed as bogies with internally mounted bogie frame, which means that in the transverse direction of the respective chassis 8th . 9 Wheels of the chassis are located further outside than the side members of a frame of the chassis. These mounted inside chassis frame show a lower weight than the outside mounted chassis frame, as for example in the multiple unit to 1 be used. This reduces the total weight of the train, so that a construction of a train of about 70 m in length from three car bodies 1 . 2 is possible.

In 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Triebzugs in Gliederzugausführung dargestellt. Es ist ersichtlich, dass Schwerkomponenten, wie die Klimaanlagen 6, in unmittelbarer Nachbarschaft der End-Fahrwerke 3 angeordnet sind, wobei sich außerdem wenigstens eine Schwerkomponente, hier eine Batterie 10, alternativ z. B. Trafo, Batterie, Hilfsbetriebe, im Bereich eines der Überhänge 5 befindet. Durch die Konzentration der Schwerkomponenten im Bereich der freien Enden des Triebzuges werden die Mitten-Fahrwerke 4 gewichtsmäßig entlastet. In 3 is shown a further embodiment of a trainset in articulated train execution. It can be seen that heavy components, such as the air conditioners 6 , in the immediate vicinity of the end chassis 3 are arranged, wherein also at least one heavy component, here a battery 10 , alternatively z. B. Transformer, battery, auxiliary operations, in the area of one of the overhangs 5 located. Due to the concentration of the heavy components in the area of the free ends of the trainset, the middle landing gears become 4 weight relieved.

Alternativ dazu ist es möglich, gemäß der Ausführungsform nach 4 Mitten-Fahrwerke 11 mit mehr als zwei Achsen, hier dreiachsig, vorzusehen, wobei dann die Schwerkomponenten des Triebzuges nicht mehr im Bereich der End-Fahrwerke konzentriert sein müssen. Zudem gestatten es die mehr als zweiachsigen Mitten-Fahrwerke 11, sie mit kleinerem Raddurchmesser als derjenige der End-Fahrwerke 3 auszulegen. Dies ermöglicht es, stufenfreie Wagenübergänge zwischen den End-Wagenkästen 1 und dem Mitten-Wagenkasten 2 vorzusehen. Alternatively, it is possible according to the embodiment of 4 Middle-bogies 11 with more than two axles, here three-axle, provide, in which case the heavy components of the railcar no longer need to be concentrated in the end of the chassis. In addition, it allows the more than two-axle mid-chassis 11 , they with smaller wheel diameter than that of the final landing gear 3 interpreted. This allows stepless car transitions between the end car bodies 1 and the center car body 2 provided.

Bei Bedarf können zur Verminderung des Gesamtgewichts des Schienenfahrzeugs, insbesondere der Einhaltung der Achslast-Grenze weitere Maßnahmen getroffen sein. Beispielsweise kann eine Dreipunktauflage der Wagenkästen 1, 2 (nicht dargestellt) vorgesehen sein, so dass eine einzige Feder- und Dämpferausstattung ausreicht. Dies kann auch zu einer Kürzung eines Achsstandes der Mitten-Fahrwerke 4, 9 auf das Maß der End-Fahrwerke 3, 8 führen. Eine bogenabhängige Querspielbegrenzung für die Wagenkästen 1, 2 kann dazu beitragen, geeignete Breiten der Wagenkästen 1, 2 zu erzielen. Auch eine Bombierung der Wagenkästen 1, 2 trägt zu diesem Zweck bei. Auch eine Absenkung des Auslegungsreibwertes, d. h. der Quotient zwischen einer in einer Motorsteuerung des Schienenfahrzeugs eingestellten Anfahrzugkraft und der statischen Auflast des Schienenfahrzeugs auf Werte bis 0,19 ist hier förderlich. If necessary, further measures can be taken to reduce the overall weight of the rail vehicle, in particular compliance with the axle load limit. For example, a three-point support the car bodies 1 . 2 Be provided (not shown), so that a single spring and damper equipment is sufficient. This can also lead to a reduction of a wheelbase of the center landing gears 4 . 9 on the level of the end chassis 3 . 8th to lead. A bow-dependent lateral clearance limit for the car bodies 1 . 2 Can help to appropriate widths of the car bodies 1 . 2 to achieve. Also a crowning of the car bodies 1 . 2 contributes to this purpose. A reduction of the design friction coefficient, ie the quotient between a starting tractive force set in a motor control of the rail vehicle and the static loading of the rail vehicle to values up to 0.19, is also beneficial here.

Claims

Rail vehicle for passenger transport, which is designed as a train train in articulated train design and at least two car bodies ( 1 . 2 ), with adjacent car bodies ( 1 . 2 ) on a common center chassis ( 4 . 9 ) and end car bodies ( 1 ) in addition to end suspension ( 3 . 8th ) are supported, characterized in that all the chassis ( 3 . 4 . 8th . 9 ) to an adjacent landing gear ( 3 . 4 . 8th . 9 ) have a bogie center distance of 19 to 21 m and the end car bodies ( 1 ) have a length in the range of 24 to 28 m.

Rail vehicle according to claim 1, characterized in that all running gears ( 3 . 4 . 8th . 9 ) are equipped with internally mounted bogie frame such that in the transverse direction of the chassis ( 3 . 4 . 8th . 9 ) Wheels of the chassis ( 3 . 4 . 8th . 9 ) on the outside as a longitudinal member of a frame of the chassis ( 3 . 4 . 8th . 9 ) lie.

Rail vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that overhangs ( 5 ) of the end car bodies ( 1 ) from a center of the end landing gears ( 3 . 8th ) extend to the associated rail vehicle end over a length of at least 5 m.

Rail vehicle according to claim 3, characterized in that heavy components, such as transformers ( 7 ), Auxiliaries and / or batteries, of the rail vehicle, at least partially in the area of overhangs ( 5 ) of the end car bodies ( 1 ) are arranged.

Rail vehicle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the center landing gears ( 11 ) have more than two axes.

Rail vehicle according to claim 5, characterized in that the wheel diameter of the middle chassis ( 11 ) smaller than the wheel diameter of the final landing gear ( 3 ) are.