DE102014226695A1 - Articulated vehicle with a transversely movable joint - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gelenkfahrzeug mit einem ersten und wenigstens einem weiteren, zweiten Wagenkasten (1, 2), welche über ein erstes Gelenk (3) miteinander gekuppelt sind, wobei das erste Gelenk (3) zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten (1, 2) angeordnet und zumindest zur Ausführung einer Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens (1, 2) um eine Hochachse des Gelenkfahrzeugs und zur Übertragung von Antriebs- und Bremskräften zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten (1, 2) geeignet ausgebildet ist, wobei das erste Gelenk (3) über eine Linearführung (4, 5) mit dem ersten Wagenkasten (1) verbunden ist, so dass es quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens (1) bewegbar ist.The invention relates to an articulated vehicle with a first and at least one further, second vehicle body (1, 2), which are coupled to one another via a first joint (3), wherein the first joint (3) between the first and the second vehicle body (1, 2) and at least adapted to perform a rotational movement of the first and the second car body (1, 2) about a vertical axis of the articulated vehicle and for transmitting drive and braking forces between the first and the second car body (1, 2) suitably the first joint (3) via a linear guide (4, 5) is connected to the first carriage body (1), so that it is transversely to the longitudinal axis of the first car body (1) movable.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gelenkfahrzeug mit einem ersten und wenigstens einem weiteren, zweiten Wagenkasten, welche über ein erstes Gelenk miteinander gekuppelt sind, wobei das erste Gelenk zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten angeordnet und zumindest zur Ausführung einer Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um eine Hochachse des Gelenkfahrzeugs und zur Übertragung von Antriebs- und Bremskräften zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten geeignet ausgebildet ist. The invention relates to an articulated vehicle having a first and at least one further, second car body, which are coupled to each other via a first joint, wherein the first joint disposed between the first and the second car body and at least for performing a rotational movement of the first and the second car body a vertical axis of the articulated vehicle and adapted to transmit drive and braking forces between the first and the second car body is formed.
Gelenkfahrzeuge, insbesondere großräumige Fahrzeuge zur Personenbeförderung, der eingangs genannten Art, wie z. B. Schienenfahrzeuge des Personenverkehrs oder auch Gelenkbusse, sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Articulated vehicles, in particular large-scale vehicles for passenger transport, of the type mentioned, such. As rail vehicles of passenger transport or articulated buses are well known from the prior art.
Beim Befahren enger Gleistrassierungen können die Ausdrehwinkel der Fahrwerke von Schienenfahrzeugen an ihre Auslegungsgrenzen kommen. Dies betrifft insbesondere Niederflurfahrzeuge, bei denen die Ausdrehwinkel aufgrund der niederflurigen Ausführung über den Fahrwerken konstruktiv eingeschränkt sind. When driving on narrow track gradients, the deflection angles of the carriages of rail vehicles may reach their design limits. This concerns in particular low-floor vehicles, in which the turn-off angles are structurally limited due to the low-floor design over the chassis.
Zu Unterscheiden sind dabei sogenannte Doppelgelenkfahrzeuge (z.B.
Die ebenfalls in niederfluriger Ausführung gebauten klassischen Drehgestellfahrzeuge, welche mittels Doppelgelenk bzw. Kupplung zu Gelenkfahrzeugen zusammengefügt werden können (z.B.
Auch Einzelgelenkfahrzeuge können mehrere Gelenke zwischen den Wagenkästen aufweisen. Sie weisen beispielsweise untere und obere Gelenke auf. Die unteren Gelenke sind zur Kupplung und Übertragung der Antriebs-, Brems- und gegebenenfalls Gewichtskräfte zwischen den Wagenkästen vorgesehen. Die oberen Gelenke dienen der Freigabe oder der Einschränkung von Nick- und/oder Wankbewegungen zwischen den Wagenkästen. Bei einer Wankbewegung verwinden sich die Wagenkästen zueinander. Für wank- oder verwindeweiche obere Gelenke sind eine Vielzahl von Lösungen bekannt, z.B. aus der
Die unteren Gelenke sind dabei oft als sphärisch bewegliche Gelenke ausgebildet und über Konsolen mit den Wagenkästen starr verbunden. Diese unteren Gelenke, die als Baugruppe beispielsweise durch die
Multigelenkfahrzeuge oder Doppelgelenkfahrzeuge sind geeignet enge Bogenfolgen ohne Übergangsbögen oder mit kleinen Bogenradien zu befahren, jedoch müssen die Fahrwerke mit einer hohen Ausdrehsteifigkeit an die Wagenkästen angebunden werden. Ansonsten neigen die Fahrzeuge zu einem Ausknicken und einem damit verbundenen Entgleisen unter Längskrafteinfluss beim Bremsen und Beschleunigen bzw. im Bergebetrieb. Dies führt zu einem deutlich verschlechterten Fahrkomfort, einer geringeren dynamischen Sicherheit gegen Entgleisen sowie zu einem erhöhten Rad-Schiene-Verschleiß. Ebenfalls nachteilig bei den Multigelenkfahrzeugen gegenüber Einzelgelenkfahrzeugen ist, dass die langen Sänftenmodule zu einer sehr ungleichmäßigen Achslastverteilung über das Fahrzeug, und damit sehr hohen Achslasten an den mittleren Fahrwerken führen, und dass die Gelenke einer hohen vertikalen Stützlast unterliegen. Die hohe Anzahl an Gelenkbereichen und damit auch Wagenkästen führt weiterhin zu einem weniger attraktiven Innenraum sowie einem hohen konstruktiven Aufwand. Multi-articulated vehicles or double articulated vehicles are suitable to drive narrow bow sequences without transition bends or with small radii of curvature, but the trolleys must be connected with a high Ausdrehsteifigkeit to the car bodies. Otherwise, the vehicles tend to buckling and associated derailment under the influence of longitudinal force during braking and acceleration or in mountain operation. This leads to a significantly reduced ride comfort, a lower dynamic safety against derailment and increased wheel-rail wear. Another disadvantage of the multi-articulated vehicles compared to single-articulated vehicles is that the long litter modules lead to a very uneven axle load distribution over the vehicle, and thus very high axle loads on the middle chassis, and that the joints are subject to a high vertical load. The high number of joint areas and thus also car bodies leads to a less attractive interior and a high design effort.
Die
Einzelgelenkfahrzeuge hingegen sind nur bedingt geeignet, Gleisharfen mit ihren Kurz-Bögen, enge C- oder S-Bögen, wie sie insbesondere im Bereich von Fahrzeug-Abstellanlagen auftreten, zu befahren. Darüber hinaus weisen Einzelgelenkfahrzeuge einen erhöhten statischen Lichtraumbedarf bei Bogeneinfahrten auf. On the other hand, articulated vehicles are only of limited suitability to navigate track harps with their short arches, narrow C or S arches, as they occur in particular in the area of vehicle parking areas. In addition, individual articulated vehicles have an increased static light space requirement for sheet entrances.
Die vorveröffentlichte
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelenkfahrzeug zum Betrieb bei komplexer Trassierung und fehlenden Übergangsbögen mit gleichzeitig geringem Lichtraumbedarf anzugeben. The invention has for its object to provide an articulated vehicle for operation with complex routing and missing transition sheets with low space requirement.
Gelöst wird die Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche wieder. The object is achieved by the subject matter of
Ein erfindungsgemäßes Gelenkfahrzeug, insbesondere ein Einzelgelenkfahrzeug, beispielsweise ein Niederflur-Schienenfahrzeug des Personennahverkehrs, umfasst einen ersten und wenigstens einen weiteren, zweiten Wagenkasten, welche über ein erstes Gelenk miteinander gekuppelt sind. Das erste Gelenk ist zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten angeordnet und es ist zumindest zur Ausführung einer Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um eine Hochachse des Gelenkfahrzeugs geeignet ausgebildet. Darüber hinaus ist das erste Gelenk geeignet ausgebildet zur Übertragung von Antriebs- und Bremskräften zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten. Des Weiteren kann das erste Gelenk geeignet ausgebildet sein zur Übertragung von Stützlasten zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten. An articulated vehicle according to the invention, in particular a single-articulated vehicle, for example a low-floor rail vehicle of local passenger transport, comprises a first and at least one further, second vehicle body, which are coupled to one another via a first joint. The first hinge is disposed between the first and second car bodies and is adapted to at least a rotational movement of the first and second car bodies around a vertical axis of the articulated vehicle. In addition, the first joint is adapted to transmit drive and braking forces between the first and second car bodies. Furthermore, the first joint may be suitably designed for transmitting supporting loads between the first and the second car body.
Zusätzlich ist das erste Gelenk über eine Linearführung mit dem ersten Wagenkasten so verbunden, dass es quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens bewegbar ist. In addition, the first joint is connected via a linear guide with the first car body, that it is movable transversely to the longitudinal axis of the first car body.
Das erste Gelenk ist somit derart beweglich zum ersten Wagenkasten am ersten Wagenkasten angeordnet und mit dem ersten Wagenkasten verbunden, dass der Drehpunkt der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens bewegbar ist und dadurch neben der Dreh- oder Schwenkbewegung um die Hochachse auch Bewegungen, insbesondere Verschiebungen, des ersten und des zweiten Wagenkastens zueinander in Richtung der Fahrzeugquerachse ermöglicht. The first joint is thus arranged movably to the first carriage body on the first carriage body and connected to the first carriage body, that the pivot point of the rotational movement of the first and the second car body about the vertical axis of the articulated vehicle is movable transversely to the longitudinal axis of the first car body and thereby adjacent to the rotation or pivotal movement about the vertical axis also movements, in particular displacements, of the first and the second car body allows each other in the direction of the vehicle transverse axis.
Die Drehbewegung der Wagenkästen um die Hochachse wird auch als Schwenkbewegung bezeichnet und das erste Gelenk ist entsprechend ausgebildet zumindest zur Ausführung von Schwenkbewegungen des ersten und des zweiten Wagenkastens zueinander. Beispielsweise ist das erste Gelenk als Schwenklager, beispielsweise als Scharniergelenk, ausgebildet, um bei Kurvenfahrt Drehbewegungen der Wagenkästen um die Fahrzeughochachse zuzulassen. Der Drehpunkt der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs liegt dabei in der Hochachse des Gelenkfahrzeugs. Das erste Gelenk kann darüber hinaus ausgebildet sein zur Ausführung einer Nickbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um eine Querachse des Gelenkfahrzeugs und/oder zur Ausführung einer Wankbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um eine Längsachse des Gelenkfahrzeugs. Das erste Gelenk ist insbesondere als sphärisches Gelenk ausgebildet. The rotational movement of the car bodies about the vertical axis is also referred to as a pivoting movement and the first joint is designed correspondingly at least for the execution of pivotal movements of the first and the second car body to each other. For example, the first joint is designed as a pivot bearing, for example as a hinge joint, in order to allow rotational movements of the vehicle bodies around the vehicle's vertical axis when cornering. The pivot point of the rotational movement of the first and the second car body about the vertical axis of the articulated vehicle lies in the vertical axis of the articulated vehicle. The first joint may also be configured to perform a pitching movement of the first and second car bodies about a transverse axis of the articulated vehicle and / or for performing a rolling movement of the first and second car bodies about a longitudinal axis of the articulated vehicle. The first joint is designed in particular as a spherical joint.
Die Hochachse des Gelenkfahrzeugs verläuft bei einem auf einer horizontalen Ebene stehenden Gelenkfahrzeug vertikal. Eine Längsachse des Gelenkfahrzeugs und eine Querachse des Gelenkfahrzeugs liegen in einer horizontalen Ebene und stehen senkrecht aufeinander und selbstredend orthogonal zur Hochachse. Die Längsachse des Gelenkfahrzeugs zeigt dabei bei einem eine kurvenfreie gerade Strecke befahrenden Gelenkfahrzeug in Fahrtrichtung. Analog sind die Achsen eines Wagenkastens definiert. Sie verlaufen in den beschriebenen zuständen des Gelenkfahrzeugs parallel zu den entsprechenden Achsen des Gelenkfahrzeugs oder fallen mit diesen zusammen. The vertical axis of the articulated vehicle is vertical in a joint vehicle standing on a horizontal plane. A longitudinal axis of the articulated vehicle and a transverse axis of the articulated vehicle lie in a horizontal plane and are perpendicular to each other and, of course, orthogonal to the vertical axis. The longitudinal axis of the articulated vehicle in this case shows in a direction of the vehicle running a curve-free straight route articulated vehicle. Similarly, the axes of a car body are defined. They run in the described states of the articulated vehicle parallel to the corresponding axes of the articulated vehicle or coincide with these.
Eine Bewegung des Drehpunkts der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens weist somit zumindest eine Richtungskomponente in Richtung der Querachse des ersten Wagenkastens auf. Bei der Bewegung entlang einer Linearführung handelt es sich um eine Verschiebung des Drehpunkts parallel zur oder entlang der Querachse des ersten Wagenkastens. A movement of the pivot point of the rotational movement of the first and the second car body about the vertical axis of the articulated vehicle transversely to the longitudinal axis of the first car body thus has at least one directional component in the direction of the transverse axis of the first car body. The movement along a linear guide is a displacement of the fulcrum parallel to or along the transverse axis of the first carbody.
Gelenke werden herkömmlich nach der Art der Relativbewegung und der Anzahl der Freiheitsgrade unterschieden. Ist das erste Gelenk als einfaches Dreh- oder Scharniergelenk ausgebildet, oder ist das erste Gelenk analog als Kugelgelenk bzw. sphärisches Gelenk ausgebildet, so ist ein erster Gelenkkörper des ersten Gelenks um eine Gelenkachse drehbar in oder an einem zweiten Gelenkkörper des ersten Gelenks gelagert. Beispielsweise ist ein Kugelkopf als erster Gelenkkörper in einer komplementär ausgestalteten Gelenkpfanne als zweitem Gelenkkörper um eine Gelenkachse, welche koaxial durch den Kugelkopf und durch die Gelenkpfanne verläuft, drehbar gelagert. Dann fallen die Gelenkachse des ersten Gelenks und die Hochachse des Gelenkfahrzeugs, um welche der erste und der zweite Wagenkasten drehbar über das erste Gelenk miteinander verbunden sind, zusammen, wobei der Drehpunkt der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs in der Hochachse liegt. Die Hochachse des Gelenkfahrzeugs, um welche die Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens erfolgt, und die Gelenkachse des ersten Gelenks sind deckungsgleich. Die Hochachse führt somit in der Regel durch das erste Gelenk. Ein Drehgelenk weist üblicherweise einen Freiheitsgrad auf, während ein Kugelgelenk drei Freiheitsgrade aufweist. Joints are conventionally distinguished according to the type of relative movement and the number of degrees of freedom. If the first joint is embodied as a simple hinge or hinge joint, or if the first joint is analogously designed as a ball joint or spherical joint, then a first joint body of the first joint is mounted rotatably about a joint axis in or on a second joint body of the first joint. For example, a ball head is rotatably mounted as a first joint body in a complementarily configured joint socket as a second joint body about a hinge axis which runs coaxially through the ball head and through the joint socket. Then, the hinge axis of the first hinge and the vertical axis of the articulated vehicle about which the first and second car bodies are rotatably connected to each other via the first hinge coincide, the pivot point of the rotational movement of the first and second car bodies around the vertical axis of the vehicle Articulated vehicle lies in the vertical axis. The vertical axis of the articulated vehicle, around which the rotational movement of the first and the second car body takes place, and the articulation axis of the first joint are congruent. The vertical axis usually leads through the first joint. A rotary joint usually has one degree of freedom, while a ball joint has three degrees of freedom.
Um also den Drehpunkt der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens zu bewegen, ist das erste Gelenk über die Linearführung mit dem ersten Wagenkasten verbunden. Thus, in order to move the pivot point of the rotational movement of the first and the second car body about the vertical axis of the articulated vehicle transversely to the longitudinal axis of the first car body, the first joint is connected via the linear guide with the first car body.
Linearführungen werden in einachsige und mehrachsige Linearführungen unterteilt. Diese lassen sich wiederum im Allgemeinen unterscheiden nach der Lagerart in Gleitführungen und Wälzführungen und/oder nach der Form der Führungskörper in Wellenführungen oder Schienenführungen. Bei der erfindungsgemäßen Linearführung handelt es sich insbesondere um eine einachsige Linearführung. Linear guides are divided into single-axis and multi-axis linear guides. These can in turn generally differ according to the type of bearing in sliding guides and rolling guides and / or the shape of the guide body in waveguides or rail guides. The linear guide according to the invention is in particular a single-axis linear guide.
Die Linearführung umfasst weitergebildet als Führungskörper eine Führungsschiene, insbesondere eine Profilführungsschiene, welche am ersten Wagenkasten, beispielsweise an einer Konsole des ersten Wagenkastens, befestigt ist. Darüber hinaus umfasst die Linearführung einen Führungswagen, welcher entlang der Führungsschiene bewegbar gelagert ist. Hierbei kann es sich um eine Gleitlagerung oder vorteilhaft um eine Wälzlagerung handeln. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei der Linearführung um eine Profilschienenführung. Das erste Gelenk ist dann insbesondere starr mit dem Führungswagen der Linearführung verbunden. Gemäß einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gelenkfahrzeugs ist das erste Gelenk starr mit dem zweiten Wagenkasten verbunden. Das erste Gelenk umfasst wenigstens zwei zueinander bewegliche Gelenkteile, beispielsweise eine Gelenkpfanne und einen Kugelkopf. Wenigstens ein Gelenkteil ist dann starr am zweiten Wagenkasten so angeordnet, dass keine Relativbewegung zwischen dem entsprechenden Gelenkteil und dem zweiten Wagenkasten ermöglicht ist. Beispielsweise ist das erste Gelenk mittels einer Konsole am zweiten Wagenkasten befestigt. The linear guide further developed as a guide body comprises a guide rail, in particular a profile guide rail, which is on the first car body, for example, attached to a console of the first car body. In addition, the linear guide comprises a guide carriage, which is movably mounted along the guide rail. This may be a sliding bearing or advantageously a roller bearing. According to a preferred embodiment, the linear guide is a profiled rail guide. The first joint is then in particular rigidly connected to the carriage of the linear guide. According to a further development of the articulated vehicle according to the invention, the first joint is rigidly connected to the second car body. The first joint comprises at least two mutually movable joint parts, for example a joint socket and a ball head. At least one hinge part is then rigidly arranged on the second carriage body so that no relative movement between the corresponding hinge part and the second carriage body is made possible. For example, the first joint is fastened by means of a console on the second car body.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Gelenk, insbesondere ein erster Gelenkteil oder ein erster Gelenkkörper des ersten Gelenks, in Querrichtung des ersten Wagenkastens beweglich, insbesondere in Querrichtung des ersten Wagenkastens entlang der Führungsschiene der Linearführung verschiebbar mit dem ersten Wagenkasten verbunden, insbesondere dadurch, dass der erste Gelenkteil oder der erste Gelenkkörper des ersten Gelenks starr mit dem Führungswagen der Linearführung verbunden ist, wobei das erste Gelenk, insbesondere ein zweiter Gelenkteil oder ein zweiter Gelenkkörper des ersten Gelenks, mit dem zweiten Wagenkasten starr verbunden ist. According to one embodiment, the first joint, in particular a first joint part or a first joint body of the first joint, movable in the transverse direction of the first car body, in particular in the transverse direction of the first car body along the guide rail of the linear guide slidably connected to the first car body, in particular in that the first joint part or the first joint body of the first joint is rigidly connected to the guide carriage of the linear guide, wherein the first joint, in particular a second joint part or a second joint body of the first joint, is rigidly connected to the second car body.
Eine starre Verbindung kann sowohl durch eine form-, kraft- oder stoffschlüssige Verbindung hergestellt sein. Beispielsweise sind die Gelenkteile mit den entsprechenden Verbindungspartnern, hier also beispielsweise dem zweiten Wagenkasten und/oder dem Führungswagen der Linearführung, verschraubt oder verscheißt. A rigid connection can be made both by a positive, cohesive or material connection. For example, the joint parts with the corresponding connection partners, in this example, for example, the second car body and / or the carriage of the linear guide, screwed or verschscheißt.
Die Führungsschiene der Linearführung kann unmittelbar am ersten Wagenkasten, insbesondere am Rohbau des ersten Wagenkastens befestigt sein, oder eine Konsole ist zwischen dem Rohbau des ersten Wagenkastens und der Führungsschiene angeordnet. The guide rail of the linear guide can be attached directly to the first car body, in particular to the shell of the first car body, or a console is disposed between the shell of the first car body and the guide rail.
Für die Aufnahme hoher Längskräfte gerade im Crash-Lastfall ist die Linearführung insbesondere als Profilschienenführung mit einem Wälzkörper-Umlaufschlitten auszuführen. Günstige Bauformen für derartige Schwerlast-Linearführungen sind z.B. Vollkugelige Kugelumlaufwagen bzw. solche mit Rollenkette. Derartige Lagerungen können auch die Nickmomente aufnehmen, welche aus dem bauartbedingten Längsabstand zwischen Linearführung und Vertikallasteinleitung am ersten Gelenk entstehen. Die betrieblichen Vertikalkräfte bleiben hier bei Einzelgelenkfahrzeugen allerdings deutlich niedriger als die nur statisch zu ertragenden erhöhten Nickmomente, welche z.B. beim Eingleisen eines Fahrzeugs bzw. beim Werkstattanheben auftreten. Vorteilhaft bei der Anwendung von Profilschienenführungen ist auch die formschlüssige Umfassung der Schiene durch den Führungswagen, sowie die seitliche formschlüssige Absicherung durch die dort angeordneten Queranschläge bzw. Ausdrehanschläge. Dadurch wird die Verbindung der Wagenkästen selbst bei einem Versagen der Wälzkörper abgesichert. For the absorption of high longitudinal forces, especially in the event of a crash load, the linear guide is to be designed, in particular, as a profiled rail guide with a rolling element circulating carriage. Favorable designs for such heavy duty linear guides are e.g. Fully spherical recirculating ball or those with roller chain. Such bearings can also record the pitching moments, which arise from the design-related longitudinal distance between the linear guide and vertical load input at the first joint. However, the vertical operational forces here in articulated vehicles remain significantly lower than the static nip moments to be borne only statically which e.g. when reeling a vehicle or when workshop lifting occur. An advantage of the use of profile rail guides is the positive encompassing of the rail by the carriage, as well as the lateral form-fitting protection by the arranged there transverse stops or Ausdrehanschläge. As a result, the connection of the car bodies is secured even with a failure of the rolling elements.
Alternativ zur Ausführung mit einer Profilschiene sind auch Anordnungen mit zwei Linearführungen denkbar. Durch eine gegenüberliegende Anordnung können auch Käfigschienenführungen verwendet werden, welche Radialkräfte bauartbedingt nicht in beiden Richtungen übertragen können. Zur Aufnahme der hohen Lasten besonders vorteilhaft sind Käfigschienenführungen mit Kreuzrollenlagerung (
Wesentlich ist die Beweglichkeit des ersten und des zweiten Wagenkastens zueinander in Richtung der Fahrzeugquerachse. Hier ist zu Unterscheiden zwischen der Querbeweglichkeit der Wagenkästen und Wankbewegungen der Wagenkästen zueinander. Bei Bewegungen des ersten und des zweiten Wagenkastens zueinander in Richtung der Fahrzeugquerachse, verlaufen die Hochachsen der beiden Wagenkästen vertikal und somit parallel zueinander. Bei Wankbewegungen hingegen sind die Wagenkästen frei von einer Verschiebung zueinander, sie neigen sich lediglich und somit weisen ihre Hochachsen einen Winkel größer Null auf. Oft verlaufen beide Hochachsen bei Wankbewegungen auch nicht mehr in vertikaler Richtung. Essential is the mobility of the first and second car body to each other in the direction of the vehicle transverse axis. Here is to distinguish between the transverse mobility of the car bodies and rolling movements of the car bodies to each other. In movements of the first and the second car body to each other in the direction of the vehicle transverse axis, the vertical axes of the two car bodies are vertical and thus parallel to each other. In rolling movements, however, the car bodies are free of a shift to each other, they only tilt and thus have their vertical axes at an angle greater than zero. Often, both vertical axes are no longer vertical in roll motions.
Wankbewegungen werden ermöglicht durch ein unteres Gelenk, welches die meisten zwischen den Wagenkästen auftretenden Kräfte in Richtung der Längs-, Quer- und Hochachse des Gelenkfahrzeugs aufnimmt und weiterleitet, und durch ein oberes Gelenk, welches in Fahrzeugquerrichtung bewegbar an einem Wagenkasten angeordnet ist. Das obere Gelenk überträgt dabei im Vergleich wenige Kräfte von einem Wagenkasten auf den anderen. Das untere Gelenk ist entsprechend ausgestaltet, Wankbewegungen zuzulassen. Um Wank- und Nickbewegungen zuzulassen hat sich ein sphärisches Gelenk als unteres Gelenk bewährt. Rolling movements are made possible by a lower joint, which absorbs most of the forces occurring between the car bodies in the direction of the longitudinal, transverse and vertical axis of the articulated vehicle and passes, and by an upper joint, which is arranged in the vehicle transverse direction movable on a car body. In comparison, the upper joint transmits few forces from one car body to the other. The lower joint is designed to allow rolling movements. In order to allow rolling and pitching movements, a spherical joint has proved to be a lower joint.
Die Übertragung von Antriebs- und Bremskräften zwischen einem Wagenkasten und dem Drehgestell, auf welchem der Wagenkasten abgestützt ist, insbesondere einem Antriebsdrehgestell, erfolgt über eine längssteife Kopplung des Drehgestells an den Wagenkasten. Zwischen zwei benachbarten und miteinander über ein Gelenk gekuppelten Wagenkästen erfolgt die Übertragung von Antriebs- und Bremskräften, welche in Längsrichtung des Gelenkfahrzeugs weisen, mittels des Gelenks. Sind ein unteres und ein oberes Gelenk vorgesehen, werden die Antriebs- und Bremskräfte, und gegebenenfalls auch Stützlasten, mittels des unteren Gelenks übertragen. Es ist entsprechend dimensioniert. The transmission of drive and braking forces between a car body and the bogie on which the car body is supported, in particular a drive bogie, via a longitudinally rigid coupling of the bogie to the car body. Between two adjacent and mutually coupled via a joint car bodies, the transmission of drive and braking forces, which point in the longitudinal direction of the articulated vehicle, by means of the joint takes place. If a lower and an upper joint are provided, the drive and braking forces, and possibly also supporting loads, transmitted by means of the lower joint. It is dimensioned accordingly.
Das erste Gelenk der Erfindung dient der Übertragung von Antriebs- und Bremskräfte, und gegebenenfalls auch der Übertragung von Stützlasten, und ist daher entsprechend ausgebildet und vorteilhaft im unteren Bereich der Wagenkästen zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten angeordnet, insbesondere zwischen den jeweiligen Drehgestellen, auf welchen die Wagenkästen aufgestützt sind. Das erste Gelenk ist damit keinem der beiden Wagenkästen zugeordnet und von beiden beabstandet angeordnet. Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist das erste Gelenk unterhalb eines Wagenübergangs zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten angeordnet. Der Wagenübergang dient zum Übergang von Personen zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten. The first joint of the invention serves for the transmission of drive and braking forces, and optionally also the transmission of support loads, and is therefore designed and advantageously arranged in the lower region of the car bodies between the first and second car body, in particular between the respective bogies on which the car bodies are propped up. The first joint is thus assigned to neither of the two car bodies and arranged spaced from both. According to a further development of the invention, the first joint is arranged below a carriage transition between the first and the second car body. The wagon crossing is used for the passage of persons between the first and the second car body.
Wie oben bereits ausgeführt, handelt es sich bei dem Gelenkfahrzeug beispielsweise um ein Niederflurfahrzeug. Auch die erfindungsgemäße Gelenkverbindung von erstem und zweitem Wagenkasten kann sich im Niederflurbereich befinden. Das erste Gelenk ist dann insbesondere unterhalb eines niederflurigen Wagenübergangs zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten angeordnet. Ein niederfluriger Wagenübergang weist im Fahrzeuginneren einen niederflurigen Fußboden zum Durchgang von Fahrgästen vom ersten in den zweiten Wagenkasten und umgekehrt auf. As already stated above, the articulated vehicle is, for example, a low-floor vehicle. The inventive joint of the first and second car body can be located in the low-floor area. The first joint is then arranged in particular below a low-floor car transition between the first and the second car body. A low-floor car transition has in the vehicle interior a low-floor floor for the passage of passengers from the first to the second car body and vice versa.
Der Fußboden im Bereich eines Wagenübergangs zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten ist weitergebildet als Gelenkfußboden ausgebildet, welcher einen quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens verlaufenden Spalt zwischen einem ersten und einem weiteren, zweiten Fußbodenteil des Gelenkfußbodens aufweist, wobei die das erste und das zweite Fußbodenteil entlang des Spalts zueinander verschiebbar gelagert sind. Dabei kann das erste Fußbodenteil dem ersten Wagenkasten zugeordnet und mit diesem verbunden oder an diesem gelagert sein. Gleichermaßen könnte dann das zweite Fußbodenteil dem zweiten Wagenkasten zugeordnet und mit diesem verbunden oder an diesem gelagert sein. Der Spalt kann auch Querverschiebespalt genannt werden. Eine Querverschiebung des ersten und des zweiten Wagenkastens zueinander wird im Innenraum des Fahrzeugs entlang dieses Querverschiebespalts abgebildet. Eine Alternative zum Querverschiebespalt stellt ein Lamellenfußboden oder ein weiterer elastischer Bodenbelag dar. Solche Fußboden lassen eine Querverschiebung der Wagenkästen zueinander zu ohne Verschiebung von Bauteilen im Innenraum des Fahrzeugs. The floor in the area of a car transition between the first and second car body is formed further formed as a joint floor, which has a transverse to the longitudinal axis of the first car body gap between a first and another, second floor part of the joint floor, wherein the first and the second floor part are slidably mounted to each other along the gap. In this case, the first floor part associated with the first car body and connected to this or be stored on this. Similarly, then the second floor part could be assigned to the second car body and connected to this or stored on this. The gap can also be called transverse displacement gap. A transverse displacement of the first and the second car body to each other is imaged in the interior of the vehicle along this Querverschiebespalts. An alternative to the transverse displacement gap is a lamella floor or another resilient floor covering. Such floors allow a transverse displacement of the car bodies to one another without displacement of components in the interior of the vehicle.
Oberhalb des ersten Gelenks kann eine Drehscheibe vorgesehen sein. Der Querverschiebespalt im Gelenkfußboden kann dann möglichst weit in Richtung der Drehscheibe gerückt werden, um das Aufklaffen von Spalten zwischen einem Balgtrapez und dem Gelenkfußboden zu verringern. Längsverschiebungen können mit dem Querverschiebespalt ebenfalls in geringfügigem Ausmaße aufgenommen werden. Above the first joint may be provided a turntable. The transverse displacement gap in the joint floor can then be moved as far as possible in the direction of the turntable in order to reduce the gaping gaps between a bellows trapezoid and the joint floor. Longitudinal displacements can also be recorded to a slight extent with the transverse displacement gap.
Im Gegensatz zum Einzelgelenkfahrzeugen mit unteren und oberen Gelenken, wie beispielsweise der
Weitergebildet ist das erste Gelenk geeignet ausgebildet zur Übertragung von Stützlasten zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten. Stützlasten wirken insbesondere in Richtung der Hochachse und somit in vertikaler Richtung. Stützlasten müssen insbesondere aufgenommen werden, wenn ein Wagenkasten selbst nicht auf einem Fahrwerk oder Drehgestell abgestützt ist oder die Schwerpunktlagen der Wagenkästen bei einem Einzelgelenkfahrzeug von den Drehgestellmitten abweichen. Sie ergeben sich somit hauptsächlich aus den Gewichtskräften der Wagenkästen. Further developed, the first joint is suitably designed for the transmission of support loads between the first and the second car body. Support loads act in particular in the direction of the vertical axis and thus in the vertical direction. Support loads must be taken in particular if a car body itself is not supported on a chassis or bogie or the center of gravity positions of the car bodies deviate in a single-articulated vehicle from the bogie centers. They thus result mainly from the weight forces of the car bodies.
Zur Begrenzung der Querverschieblichkeit des ersten Gelenks, insbesondere des Führungswagens der Linearführung, können Endanschläge, nachfolgend so genannte Queranschläge, vorgesehen sein. So sind beispielsweise Gummipuffer als Queranschläge an den Enden der Führungsschienen angeordnet, die in Richtung des Führungswagens wirken. Weitergebildet ist der Abstand der Queranschläge zueinander bzw. der Abstand jedes Queranschlags zur Fahrzeuglängsachse einstellbar. Beispielsweise sind Beilagebleche oder Unterlegscheiben unter die Queranschläge montierbar, um maximalen Weg der Querverschieblichkeit einzustellen. To limit the Querverschieblichkeit the first joint, in particular the guide carriage of the linear guide, end stops, hereinafter referred to as transverse stops, may be provided. For example, rubber buffers are arranged as transverse stops at the ends of the guide rails, which act in the direction of the guide carriage. Further developed is the distance between the transverse stops to each other or the distance of each transverse stop to the vehicle longitudinal axis adjustable. For example, shims or washers are mountable under the transverse stops to adjust maximum travel of the transverse displacement.
Die Queranschläge sind ausgebildet und angeordnet, die Bewegung des ersten Gelenks und damit die Bewegung des Drehpunkts der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens aus einer vorgegebenen Ruhelage heraus zu begrenzen und sie schränken damit die Beweglichkeit des ersten und des zweiten Wagenkastens zueinander in Richtung der Fahrzeugquerachse ein. The transverse stops are designed and arranged to limit the movement of the first joint and thus the movement of the pivot point of the rotational movement of the first and the second car body about the vertical axis of the articulated vehicle transversely to the longitudinal axis of the first car body from a predetermined rest position and thus limit the mobility of the first and the second car body to each other in the direction of the vehicle transverse axis.
Die Ruhelage des ersten Gelenks ist festgelegt in einem Ruhezustand des Gelenkfahrzeugs. In diesem Ruhezustand steht das Gelenkfahrzeug auf einer horizontalen, kurvenfreien und geraden Strecke. Der Drehpunkt liegt in seiner Ruhelage insbesondere auf der Fahrzeuglängsachse. The rest position of the first joint is fixed in a resting state of the articulated vehicle. In this state of rest, the articulated vehicle stands on a horizontal, curve-free and straight route. The fulcrum is in its rest position, in particular on the vehicle longitudinal axis.
Weitergebildet sind die Queranschläge, insbesondere am ersten Wagenkasten, derart angeordnet, dass die Bewegung des ersten Gelenks quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens aus der vorgegebenen Ruhelage heraus in beide Richtungen jeweils auf einen vorgegebenen Betrag begrenzt ist. Die Beträge für beide Richtungen sind vorteilhaft identisch. Further developed are the transverse stops, in particular on the first car body, arranged such that the movement of the first joint is limited transversely to the longitudinal axis of the first car body from the predetermined rest position out in both directions each to a predetermined amount. The amounts for both directions are advantageously identical.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist die Beweglichkeit des ersten Gelenks quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens durch wenigstens ein Element mit federnder und/oder dämpfender Wirkung beeinflusst. According to a further development of the invention, the mobility of the first joint is influenced transversely to the longitudinal axis of the first car body by at least one element with resilient and / or damping effect.
Erreicht wird dies beispielsweise dadurch, dass das Gelenkfahrzeug wenigstens ein Rückstellelement, insbesondere wenigstens eine Feder, umfasst, welches ausgebildet ist, eine vorgegebene Kraft größer Null auf das erste Gelenk oder auf eine Verbindung des ersten Gelenks mit dem ersten Wagenkasten, insbesondere auf den Führungswagen der Linearführung, aufzubringen, welche einer Bewegung des ersten Gelenks und damit des Drehpunkts der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens aus einer vorgegebenen Ruhelage heraus entgegenwirkt. Das Rückstellelement mit federnder Wirkung dient somit einer Mittenzentrierung des ersten Gelenks. This is achieved for example by the fact that the articulated vehicle comprises at least one restoring element, in particular at least one spring, which is formed, a predetermined force greater than zero on the first joint or on a connection of the first joint with the first car body, in particular on the carriage of Linear guide to apply, which counteracts a movement of the first joint and thus the fulcrum of the rotational movement of the first and second car body about the vertical axis of the articulated vehicle transversely to the longitudinal axis of the first car body from a predetermined rest position out. The return element with a spring effect thus serves a centering of the first joint.
In der vorgegebenen Ruhelage sind die Wagenkästen frei von einer Querverschiebung zueinander, die Längsachse des ersten Wagenkastens und die Längsachse des zweiten Wagenkastens fallen zusammen. Das erste Gelenk liegt in der vorgegebenen Ruhelage insbesondere auf einer Längsachse des ersten Wagenkastens des Gelenkfahrzeugs. In der vorgegebenen Ruhelage ist das erste Gelenk frei von äußeren Kräften quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens. In the predetermined rest position the car bodies are free from a transverse displacement to each other, the longitudinal axis of the first car body and the longitudinal axis of the second car body coincide. The first joint is in the predetermined rest position, in particular on a longitudinal axis of the first car body of the articulated vehicle. In the predetermined rest position, the first joint is free of external forces transverse to the longitudinal axis of the first car body.
Die Kraft des Rückstellelements wirkt allgemein mit zumindest einer Richtungskomponente quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens zur Ruhelage ersten Gelenks hin. Die zumindest eine Richtungskomponente quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens der Kraft des Rückstellelements weist einen vorgegebenen Betrag größer Null auf. The force of the return element acts generally with at least one direction component transverse to the longitudinal axis of the first car body to the rest position of the first joint. The at least one direction component transverse to the longitudinal axis of the first car body of the force of the return element has a predetermined amount greater than zero.
Eine Bewegung des Drehpunkts der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs aus der Ruhelage heraus quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens ist somit erst möglich, wenn die vorgegebene Kraft, welche quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens zur Ruhelage des Drehpunkts der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs hin wirkt und durch das Rückstellelement aufgebracht wird, überschritten wird. A movement of the pivot point of the rotational movement of the first and second car body about the vertical axis of the articulated vehicle from the rest position transversely to the longitudinal axis of the first car body is thus only possible if the predetermined force which transverse to the longitudinal axis of the first car body to the rest position of the pivot point of the rotational movement of the first and the second car body acts around the vertical axis of the articulated vehicle and is applied by the return element, is exceeded.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist die vorgegebene Kraft größer als ein Reibmoment im ersten Gelenk, welches der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs entgegenwirkt. According to a further development, the predetermined force is greater than a friction torque in the first joint, which counteracts the rotational movement of the first and the second car body about the vertical axis of the articulated vehicle.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung steht die vorgegebene Kraft in einem vorgegebenen Verhältnis zum Ausdrehwinkel und/oder zum Ausdrehmoment eines Fahrwerks des ersten und/oder des zweiten Wagenkastens. Die vorgegebene Kraft kann auch allgemeiner in einem vorgegebenen Verhältnis zum Ausdrehwinkel bzw. zum Ausdrehmoment eines oder mehrerer Fahrwerke unter den Wagenkästen, welche die Querverschieblichkeit in engen Bogenfolgen erforderlich machen, stehen. According to a further development, the predetermined force is in a predetermined ratio to the Ausdrehwinkel and / or the Ausdrehmoment of a chassis of the first and / or the second car body. The predetermined force may also be more generally in a predetermined relationship to the Ausdrehwinkel or to the removal torque of one or more trolleys under the car bodies, which make the Querverschieblichkeit required in tight arc sequences.
Die vorgegebene Kraft wird insbesondere mechanisch, beispielsweise mittels einer Feder, elektrisch, z.B. mittels eines Elektromotors, oder pneumatisch oder insbesondere hydraulisch aufgebracht. Das Rückstellelement ist weitergebildet entsprechend am ersten Wagenkasten angeordnet und/oder mit diesem verbunden und unmittelbar oder mittelbar mit dem ersten Gelenk verbunden. The predetermined force is in particular mechanically, for example by means of a spring, electrically, e.g. by means of an electric motor, or applied pneumatically or in particular hydraulically. The return element is further developed correspondingly arranged on the first car body and / or connected thereto and connected directly or indirectly with the first joint.
Wie bereits ausgeführt kann das Gelenkfahrzeug wenigstens ein Dämpferelement umfassen, welches zumindest eine Bewegung des ersten Gelenks und somit eine Bewegung Drehpunkts der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens aus einer vorgegebenen Ruhelage heraus dämpft. As already stated, the articulated vehicle may comprise at least one damper element which damps at least one movement of the first articulation and thus a movement of the rotational movement of the first and the second car body about the vertical axis of the articulated vehicle transversely to the longitudinal axis of the first car body from a predetermined rest position.
Weitergebildet dämpft das Dämpferelement jede Bewegung des ersten Gelenks quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens, sei sie aus der Ruhelage heraus oder aus einer ausgelenkten Position in die Ruhelage zurück. Im Sinne einer Ausrichtung der Wagenkastenkette ist es sinnvoll die Bewegung in die Ruhelage zurück schwächer zu bedämpfen. In a further development, the damper element dampens any movement of the first articulation transverse to the longitudinal axis of the first vehicle body, be it out of the rest position or out of a deflected position into the rest position. In the sense of aligning the body chain, it makes sense to dampen the movement back to the rest position weaker.
Zur Begrenzung der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs kann das Gelenkfahrzeug Endanschläge aufweisen, die am ersten und/oder am zweiten Wagenkasten angeordnet sind. Die Endanschläge sind dabei insbesondere komplementär zueinander ausgebildet und ausgerichtet, beispielsweise sind die Endanschläge direkt zwischen den einander zugewandten Enden des ersten und zweiten Wagenkastens angeordnet. Zur Abgrenzung zu den Anschlägen zur Begrenzung der Querbeweglichkeit des ersten Gelenks, können sie auch als Ausdrehanschläge bezeichnet werden. To limit the rotational movement of the first and the second car body about the vertical axis of the articulated vehicle, the articulated vehicle may have end stops which are arranged on the first and / or on the second car body. The end stops are in particular designed to be complementary to one another and aligned, for example, the end stops are arranged directly between the mutually facing ends of the first and second car body. To differentiate the attacks to limit the transverse mobility of the first joint, they can also be referred to as Ausdrehanschläge.
Die Beweglichkeit des ersten Gelenks quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens ist weitergebildet blockierbar. Dazu kann eine entsprechend geeignete Blockiervorrichtung, insbesondere zur Blockierung der Linearführung, vorgesehen sein. Sie dient der Blockierung der Beweglichkeit des ersten Gelenks quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens. Insbesondere dient die Blockiervorrichtung der Blockierung der Bewegung des Wagens der Linearführung entlang der Führungsschiene der Linearführung an einer vorgegebenen Stelle. Sie ist entsprechend geeignet ausgebildet. Ein einfaches Ausführungsbeispiel ist darin zu sehen, dass die Führungsschiene der Linearführung Bohrungen aufweist, in die ein Bolzen einführbar ist, um die Bewegung des Wagens der Linearführung entlang der Führungsschiene der Linearführung zu blockieren. Insbesondere in der vorgegebenen Ruhelage ist das erste Gelenk blockierbar, so dass zumindest die Bewegung des ersten Gelenks quer zum ersten Wagenkasten aus der vorgegebenen Ruhelage heraus blockiert ist. The mobility of the first joint transverse to the longitudinal axis of the first car body can be blocked further developed. For this purpose, a suitably suitable blocking device, in particular for blocking the linear guide, can be provided. It serves to block the mobility of the first joint transverse to the longitudinal axis of the first car body. In particular, the blocking device serves to block the movement of the carriage of the linear guide along the guide rail of the linear guide at a predetermined location. It is designed accordingly suitable. A simple embodiment can be seen in the fact that the guide rail of the linear guide has bores into which a bolt can be inserted in order to block the movement of the carriage of the linear guide along the guide rail of the linear guide. In particular, in the predetermined rest position, the first joint is blocked, so that at least the movement of the first joint is blocked transversely to the first car body from the predetermined rest position out.
Die Querbeweglichkeit des Drehpunkts des ersten Gelenks wird besonders in Engstellen des Streckennetzes, z.B. bei Depots, Wendeschleifen oder bei Krümmungswechsel mit engem Lichtraum, freigegeben. Bei der Bergung des Gelenkfahrzeugs durch Abschleppen oder Abschieben hingegen, wird die Bewegung des Drehpunkts des ersten Gelenks blockiert. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Kraft auf die Blockiervorrichtung im blockierten Zustand zu messen und bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts ein Signal auszugeben, insbesondere an den Fahrer des Gelenkfahrzeugs, oder die Antriebskräfte des Gelenkfahrzeugs zu beschränken, um eine Ausknickgefahr zu begrenzen. The transversal mobility of the pivot of the first articulation is especially used in bottlenecks of the route network, e.g. at depots, turning loops or when changing curvature with a narrow clearance, released. When salvaging the articulated vehicle by towing or pushing, however, the movement of the pivot point of the first joint is blocked. Another possibility is to measure the force on the blocking device in the locked state and output a signal when exceeding a predetermined threshold, in particular to the driver of the articulated vehicle, or to limit the driving forces of the articulated vehicle to limit a Ausknickgefahr.
Neben der Blockiervorrichtung kann das Gelenkfahrzeug auch eine Stellvorrichtung umfassen, zum Bewegen des ersten Gelenks und damit des Drehpunkts der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens und dadurch zum Bewegen des ersten und des zweiten Wagenkastens zueinander in Richtung der Fahrzeugquerachse. Fürderhin kann das Gelenkfahrzeug eine Steuervorrichtung umfassen zum aktiven Ansteuern der Stellvorrichtung, beispielsweise in Abhängigkeit eines Ausdrehwinkels eines Fahrwerks des ersten und/oder des zweiten Wagenkastens. So kann bei Überschreitung eines vorgegebenen Schwellwerts für einen Ausdrehwinkel des Fahrwerks oder Drehgestells des ersten und/oder des zweiten Wagenkastens eine proportionale Verschiebung der Wagenkästen zueinander in Querrichtung des ersten Wagenkastens vollzogen werden. In addition to the blocking device, the articulated vehicle may also comprise an adjusting device for moving the first articulation and thus the pivot point of the rotational movement of the first and the second car body about the vertical axis of the articulated vehicle transversely to the longitudinal axis of the first car body and thereby to move the first and the second car body relative to each other in the direction of the vehicle transverse axis. Fürderhin the articulated vehicle may comprise a control device for actively driving the adjusting device, for example, depending on a Ausdrehwinkels of a chassis of the first and / or the second car body. Thus, when exceeding a predetermined threshold for a turnout angle of the chassis or bogie of the first and / or the second car body, a proportional displacement of the car bodies to each other in the transverse direction of the first car body be completed.
Die Stellvorrichtung bringt eine vorgegebene Kraft analog zum Rückstellelement auf. Sie ist weitergebildet entsprechend ausgebildet und am ersten Wagenkasten angeordnet. Die vorgegebene Kraft wird insbesondere mechanisch, beispielsweise mittels einer Feder, elektrisch, z.B. mittels eines Elektromotors, oder pneumatisch oder insbesondere hydraulisch aufgebracht. Die Stellvorrichtung und das Rückstellelement sind weitergebildet identisch. Die Steuerungsvorrichtung kann dann zum aktiven Steuern des Rückstellelements dienen. The adjusting device applies a predetermined force analogous to the restoring element. It is developed accordingly designed and arranged on the first car body. The predetermined force is in particular mechanically, for example by means of a spring, electrically, e.g. by means of an electric motor, or applied pneumatically or in particular hydraulically. The adjusting device and the return element are formed identical identical. The control device may then serve to actively control the return element.
Der maximale Drehwinkel des ersten Gelenks bei einer Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs beträgt weitergebildet mindestens 30°, insbesondere mindestens 38°. Der maximale Drehwinkel ist der vom ersten Gelenk zugelassene größtmögliche Drehwinkel. Das erste Gelenk ist konstruktiv so ausgebildet, den maximalen Drehwinkel nicht zu überschreiten, beispielsweise mittels Endanschlägen. Dabei können diese Endanschläge auch direkt zwischen den einander zugewandten Enden des ersten und zweiten Wagenkastens angeordnet sein. The maximum angle of rotation of the first joint during a rotational movement of the first and the second car body about the vertical axis of the articulated vehicle is further developed at least 30 °, in particular at least 38 °. The maximum angle of rotation is the maximum possible angle of rotation permitted by the first joint. The first joint is structurally designed not to exceed the maximum angle of rotation, for example by means of end stops. These end stops can also be arranged directly between the mutually facing ends of the first and second car body.
Neben dem geringen Lichtraumbedarf weist die Erfindung zusätzlich den Vorteil gleichmäßiger Achslastverteilung und geringer Gelenklasten auf. In addition to the small space requirement, the invention additionally has the advantage of uniform axle load distribution and low joint loads.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist das Gelenkfahrzeug wenigstens einen weiteren, dritten Wagenkasten auf, welcher mit dem ersten Wagenkasten über ein zweites Gelenk gekuppelt ist, wobei das zweite Gelenk zwischen dem ersten und dem dritten Wagenkasten angeordnet und zumindest zur Ausführung einer Drehbewegung des ersten und des dritten Wagenkastens um eine Hochachse des Gelenkfahrzeugs und zur Übertragung von Antriebs- und Bremskräften zwischen dem ersten und dem dritten Wagenkasten geeignet ausgebildet ist. Das zweite Gelenk kann auch geeignet ausgebildet sein zur Übertragung von Stützlasten zwischen dem ersten und dem dritten Wagenkasten. Auch das zweite Gelenk ist derart beweglich mit dem ersten Wagenkasten verbunden ist, dass der Drehpunkt der Drehbewegung des ersten und des dritten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens bewegbar ist und dadurch neben der Dreh- oder Schwenkbewegung um die Hochachse auch Bewegungen, insbesondere Verschiebungen, des ersten und des dritten Wagenkastens zueinander in Richtung der Fahrzeugquerachse ermöglicht. Das zweite Gelenk weist dieselbe Funktion zwischen dem ersten und dem dritten Wagenkasten auf, wie das erste Gelenk zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten. Es kann auch identisch ausgebildet sein. Auch die Anbindung des zweiten Gelenks an den ersten Wagenkasten bedingt die analoge technische Wirkung und kann gleichermaßen ausgebildet sein. So kann das zweite Gelenk über eine Linearführung mit dem ersten Wagenkasten derart verbunden sein, dass es quer zur Längsachse des ersten Wagenkastens bewegbar ist. Somit sind sämtliche Ausführungsformen betreffend das erste Gelenk und die Linearführung zwischen dem ersten Wagenkasten und dem ersten Gelenk auf das zweite Gelenk und auf die Linearführung zwischen dem ersten Wagenkasten und dem zweiten Gelenk übertragbar. According to a further development, the articulated vehicle has at least one further, third car body, which is coupled to the first car body via a second joint, wherein the second joint disposed between the first and the third car body and at least for performing a rotational movement of the first and the third Car body is designed to be suitable for a vertical axis of the articulated vehicle and for transmitting drive and braking forces between the first and the third car body. The second joint can also be designed to transmit support loads between the first and third car bodies. Also, the second joint is movably connected to the first car body, that the pivot point of the rotational movement of the first and third car body about the vertical axis of the articulated vehicle is movable transversely to the longitudinal axis of the first car body and thereby in addition to the rotational or pivotal movement about the vertical axis also Movements, in particular shifts, of the first and third car body to each other in the direction of the vehicle transverse axis allows. The second joint has the same function between the first and third carbody as the first joint between the first and second carbody. It can also be designed identically. The connection of the second joint to the first car body causes the analogous technical effect and can be designed equally. Thus, the second joint may be connected via a linear guide with the first car body such that it is movable transversely to the longitudinal axis of the first car body. Thus, all embodiments relating to the first joint and the linear guide between the first car body and the first joint to the second joint and the linear guide between the first car body and the second joint are transferable.
Weitergebildet kann das Gelenkfahrzeug eine zweite Kopplungseinrichtung umfassen, welche derart ausgebildet ist, dass eine Bewegung des ersten Gelenks quer zum ersten Wangenkasten um einen ersten Betrag zu einer Bewegung des zweiten Gelenks quer zum dritten Wagenkasten um einen vorgegebenen, vom ersten Betrag abhängigen, zweiten Betrag führt. Die Kopplungseinrichtung kann dabei am ersten Wagenkasten angeordnet sein. Auch hier umfasst die Kopplungseinrichtung wenigstens eine Stellvorrichtung. Developed further, the articulated vehicle may comprise a second coupling device, which is designed such that a movement of the first joint transverse to the first cheek box by a first amount to a movement of the second joint transverse to the third car body by a predetermined, second amount dependent on the first amount , The coupling device can be arranged on the first car body. Again, the coupling device comprises at least one adjusting device.
Weitergebildet ist das erste Gelenk derart ausgebildet und so zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten angeordnet, dass ein Verhältnis der Abstände des Drehpunkts der Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs zum ersten und zum zweiten Wagenkasten in einem Intervall von 0,25 bis 4, insbesondere in einem Intervall von 0,8 bis 1,25, liegen. Further developed, the first joint is configured and arranged between the first and the second car body such that a ratio of the distances of the rotation of the first and the second car body about the vertical axis of the articulated vehicle to the first and the second car body at an interval of 0, 25 to 4, in particular in an interval of 0.8 to 1.25, lie.
Analog kann das zweite Gelenk derart ausgebildet und so zwischen dem ersten und dem dritten Wagenkasten angeordnet sein, dass ein Verhältnis der Abstände des Drehpunkts der Drehbewegung des ersten und des dritten Wagenkastens um die Hochachse des Gelenkfahrzeugs zum ersten und zum dritten Wagenkasten in einem Intervall von 0,25 bis 4, insbesondere in einem Intervall von 0,8 bis 1,25, liegen. Similarly, the second joint may be formed and arranged between the first and third car bodies such that a ratio of the pitches of the rotational movement of the first and third car bodies about the vertical axis of the articulated vehicle to the first and third car bodies at an interval of zero , 25 to 4, in particular in an interval of 0.8 to 1.25.
Die Abstände des jeweiligen Drehpunkts bemessen sich zu einer Stirnseite des jeweiligen Wagenkastens, mit welcher der Wagenkasten endet. Eventuelle Anbauteile, wie etwa eine Konsole, mit welcher das erste Gelenk mit dem Wagenkasten verbunden ist, sind nicht Teil des Wagenkastens. Herkömmliche Wagenkästen umfassen Längs-, Hoch- und Querträger, welche einen Innenraum des Wagenkastens umgeben. Das stirnseitige Ende eines Wagenkastens ist durch die Außenhaut des Wagenkastens festgelegt, welche noch zum Umhüllen des Innenraums des Wagenkastens bestimmt ist. The distances of the respective pivot point are dimensioned to a front side of the respective car body with which the car body ends. Any attachments, such as a console, with which the first joint is connected to the car body, are not part of the car body. Conventional car bodies include longitudinal, vertical and transverse beams which surround an interior of the car body. The front end of a car body is defined by the outer skin of the car body, which is still intended for wrapping the interior of the car body.
Weitergebildet sind der erste und der zweite Wagenkasten jeweils auf einem Fahrwerk, insbesondere einem Drehgestell, abgestützt, welches insbesondere jeweils mittig unter dem jeweiligen Wagenkasten angeordnet ist. Das Gelenkfahrzeug kann zwei, drei, vier oder mehr Wagenkästen umfassen. Handelt es sich um einen sogenannten Kurzgelenkwagen ist jeder Wagenkasten auf jeweils einem, insbesondere mittig unter dem Wagenkasten angeordneten Drehgestell abgestützt. Als Kurzgelenkwagen werden Fahrzeuge bezeichnet, bei denen pro Wagenteil ein Drehgestell benötigt wird. Bei diesen Wagen entfällt die Gelenkansteuerung meist ganz, das Gelenk stellt sich vielmehr selbsttätig durch die Rückstellkräfte der Sekundärfedern ein und es sind auch nur geringe Stützlasten vom ersten Gelenk zu übertragen. Die Ausdrehwinkel der Fahrwerke bzw. Drehgestelle eines erfindungsgemäßen Gelenkfahrzeugs sind üblicherweise begrenzt. Further developed, the first and the second car body are each supported on a chassis, in particular a bogie, which is in particular arranged in each case centrally below the respective car body. The articulated vehicle may comprise two, three, four or more car bodies. If it is a so-called short-haul car, each car body is supported on one, in particular centrally under the car body bogie. As a short-haul car vehicles are referred to, in which per car part a bogie is needed. In these cars, the joint control usually completely eliminated, the joint is on the contrary automatically by the restoring forces of the secondary springs and there are also only small support loads to be transmitted from the first joint. The turnout angle of the chassis or Bogies of an articulated vehicle according to the invention are usually limited.
Wie bereits ausgeführt, ist das Gelenkfahrzeug weitergebildet ein Niederflurfahrzeug des Personennahverkehrs, wobei es sich beim ersten Gelenk insbesondere um ein sogenanntes unteres Gelenk handelt. Das Gelenkfahrzeug kann des Weiteren auch ein oberes Gelenk zwischen dem ersten und dem zweiten Wagenkasten aufweisen. Es sind viele Ausbildungsformen des oberen Gelenks denkbar. As already stated, the articulated vehicle is further developed a low-floor vehicle of local passenger transport, wherein the first joint is in particular a so-called lower joint. The articulated vehicle may further include an upper hinge between the first and second car bodies. There are many forms of training the upper joint conceivable.
Um einen Nickfreiheitsgrad des ersten und des zweiten Wagenkastens zueinander zu blockieren, kann im oberen Bereich der Wagenkästen beispielsweise eine Koppelstange eingesetzt sein. In order to block a pitching degree of freedom of the first and the second car body to each other, for example, a coupling rod may be used in the upper region of the car bodies.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gelenkfahrzeugs ist ein sphärisches Gelenk im oberen Bereich des ersten und zweiten Wagenkastens zwischen den Wagenkästen angeordnet. Dies kann zur Vertikalkraftabstützung dienen. Das erste Gelenk ist ebenfalls als sphärisches Gelenk und somit Nick- und Wankweich ausgebildet. Dann sind Wankbewegungen der Wagenkästen zueinander nur noch gleichzeitig mit einer Querverschiebung der Wagenkästen zueinander ermöglicht. Die beiden Bewegungen sind miteinander gekoppelt. Die Gelenke sind insbesondere so angeordnet, dass ihre Gelenkachsen zusammenfallen. In one embodiment of the articulated vehicle according to the invention, a spherical joint is arranged in the upper region of the first and second car body between the car bodies. This can be used for vertical force support. The first joint is also designed as a spherical joint and thus Nick and Wank soft. Then rolling movements of the car bodies to each other are only possible simultaneously with a transverse displacement of the car bodies to each other. The two movements are coupled together. The joints are in particular arranged so that their joint axes coincide.
Darüber hinaus können die Schwenk-, Nick- und/oder Wankbeweglichkeit des ersten und des zweiten Wagenkastens zueinander, beispielsweise mittels geeignet ausgebildeten und angeordneten Endanschlägen, begrenzt sein. In addition, the pan, pitch and / or roll mobility of the first and the second car body to each other, for example by means of suitably trained and arranged end stops, be limited.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Sie wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert, in denen jeweils ein Ausgestaltungsbeispiel dargestellt ist. Gleiche Elemente in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. The invention allows numerous embodiments. It will be explained in more detail with reference to the following figures, in each of which a design example is shown. Identical elements in the figures are provided with the same reference numerals.
In
Das erste Gelenk
Durch die Linearführung ist das erste Gelenk
Hier handelt es sich bei der Linearführung um eine sogenannte Profilschienenführung, insbesondere Schwerlast-Profilschienenführung. Profilschienenführungen weisen herkömmlicherweise eine oder mehrere Laufbahnen für Wälzkörper auf, die rechts und links einer Profilführungsschiene in einem oder mehreren Führungswagen
Das erste Gelenk
Ein zweiter Gelenkteil
Ein geeignetes Mittel zur Blockierung der Verschiebbarkeit des ersten Gelenks
Bei der Linearführung kann es sich um eine Schwerlast-Linearführung handeln, wie sie bereits aus dem Werkzeugmaschinenbau bekannt ist. The linear guide can be a heavy-duty linear guide, as it is already known from the machine tool industry.
Hier umfasst die Linearführung an den Enden der Führungsschiene
Zur Begrenzung des Drehbewegung des ersten und des zweiten Wagenkastens
Die
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- DIN ISO 14728 [0028] DIN ISO 14728 [0028]
- DIN ISO 14728 [0028] DIN ISO 14728 [0028]
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