DE102015205085B3 - Bogie for rail vehicle - Google Patents
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Abstract
Drehgestell (1) für Schienenfahrzeug, aufweisend einen Drehgestellrahmen (2), zumindest eine elastisch verformbare Sekundärfeder (13, 14; 30, 31), dadurch gekennzeichnet, dass eine örtliche Position der Sekundärfeder (13, 14; 30, 31) relativ zu dem Drehgestellrahmen (2) änderbar ist, und Schienenfahrzeug, aufweisend ein solches Drehgestell.A bogie (1) for railway vehicles, comprising a bogie frame (2), at least one elastically deformable secondary spring (13, 14; 30, 31), characterized in that a local position of the secondary spring (13, 14; 30, 31) relative to the Bogie frame (2) is changeable, and rail vehicle, comprising such a bogie.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehgestell für ein Schienenfahrzeug mit speziell ausgebildeter Sekundärfeder sowie ein Schienenfahrzeug, das ein solches Drehgestell aufweist.The present invention relates to a bogie for a rail vehicle with specially trained secondary spring and a rail vehicle having such a bogie.
Bekannte Drehgestelle für Schienenfahrzeuge weisen einen Drehgestellrahmen und zumindest zwei Radsätze auf. Die Radsätze sind über Achslager und üblicherwese Primärfedern an den Drehgestellrahmen gekoppelt. Ferner weisen bekannte, tatsächlich über mehr als einige wenige Grade ausdrehende Drehgestelle eine sogenannte Wiege auf, die über Sekundärfedern und weitere Anlenkungen an den Drehgestellrahmen gekoppelt ist. Eine Wiege wird sinnvoll dann verwendet, wenn der Ausdrehwinkel des Drehgestells so groß wird, dass die Sekundärfedern bzw. die Sekundärfederung als solches den Drehwinkel des Drehgestellrahmens relativ zu einem Wagenkasten oder Wagenkastenunterbau nicht mehr mitgehen können. Solcherart benannte große Ausdrehwinkel von beispielsweise größer als 6° treten beispielsweise bei engen Kurvenradien von U- und Straßen- und Stadtbahnen auf. Derartige Drehgestelle sind rotatorisch an einen Wagenkasten oder Wagenkastenunterbau üblicherweise mittels eines sogenannten Königszapfens oder eines Drehkranzes angebunden.Known bogies for rail vehicles have a bogie frame and at least two wheelsets. The wheelsets are coupled to the bogie frame via axle bearings and usually primary springs. Furthermore, known bogies that actually rotate over more than a few degrees have a so-called cradle, which is coupled to the bogie frame via secondary springs and further linkages. A cradle is useful then used when the turnout of the bogie is so large that the secondary springs or the secondary suspension as such, the rotation angle of the bogie frame relative to a car body or car body base can not go along. Solcherart designated large angle of rotation of, for example, greater than 6 ° occur, for example, at tight curve radii of U- and street and city railways. Such bogies are rotatably connected to a car body or car body base usually by means of a so-called kingpin or a turntable.
Die Wiege ist üblicherweise als Querträger ausgebildet, der über die Sekundärfedern mit dem Drehgestellrahmen verbunden ist, insbesondere an seinen Enden, und Wagenkastenkräfte und -momente aufnimmt. Die Sekundärfedern sollen die Translation des Drehgestells relativ zum Wagenkasten entlang der Hochachse erlauben, wogegen Translationen entlang der Wagenkastenquer- und Wagenkastenlängsachse unerwünscht sind. Zur Verhinderung solch unerwünschter Translationen können beispielsweise Traktions- oder Schubstangen in Längs- bzw. Querrichtung vorgesehen sein, wie beispielsweise ein Panhard-Stab.The cradle is usually formed as a cross member, which is connected via the secondary springs to the bogie frame, in particular at its ends, and car body forces and moments accommodates. The secondary springs are to allow the translation of the bogie relative to the car body along the vertical axis, whereas translations along the Wagenkastenquer- and Wagenkastenlängsachse are undesirable. To prevent such unwanted translations, for example, traction or push rods can be provided in the longitudinal or transverse direction, such as a Panhard rod.
Der oben beschriebene Aufbau ist konstruktiv relativ komplex.The structure described above is structurally relatively complex.
Für die vorliegende Erfindung gattungsgemäße Drehgestelle, die einen Drehgestellrahmen und eine elastisch verformbare Sekundärfeder aufweisen, sind bekannt aus
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Drehgestell einfacherer Bauart anzugeben und dem Ziel der Vermeidung einer Wiege. Gleichzeitig sollte der von einer Sekundärfederung bereitgestellte Federungskomfort beibehalten werden. Gleichzeitig dazu soll ein Drehgestell angegeben werden, mit dem relativ große Ausdrehwinkel – beispielsweise etwa im Bereich größer 6° – ermöglicht werden.An object of the present invention is to provide a bogie of simpler design and the goal of avoiding a cradle. At the same time, the suspension comfort provided by a secondary suspension should be maintained. At the same time a bogie should be specified, with the relatively large angle of rotation - for example, in the range greater than 6 ° - are possible.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Drehgestell nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved with a bogie according to
Nach einer grundlegenden Idee der Erfindung ist die örtliche Position (auch: Ortsposition) der Sekundärfeder an dem Drehgestellrahmen änderbar. Anders ausgedrückt ist die Ortsposition der Sekundärfeder relativ zu dem Drehgestellrahmen änderbar. Bei der Änderung der Ortsposition wird die Feder in Gänze von einer ersten Ortsposition zu einer anderen Ortsposition bewegt, insbesondere durch Verschieben oder Rollen. Die erfindungsgemäße Sekundärfeder ist, wie für eine Feder üblich, in sich elastisch verformbar, um die Federwirkung zu erreichen, insbesondere eine Federung in Richtung einer Drehgestell- oder Wagenkasten-Hochachse. Zusätzlich zu einer elastischen Verformbarkeit ist die örtliche Position, oder anders ausgedrückt die Lage oder der Angriffspunkt, der Sekundärfeder an dem Drehgestellrahmen änderbar. Bei der Änderung von örtlicher Position/Lage/Angriffspunkt wird die Sekundärfeder nicht in sich durch Kompression/Dekompression bewegt bzw. verformt, sondern in Gänze die Position, Lage oder Angriffspunkt der Sekundärfeder an dem Drehgestell verändert.According to a basic idea of the invention, the local position (also: spatial position) of the secondary spring on the bogie frame is changeable. In other words, the location position of the secondary spring is changeable relative to the bogie frame. When changing the spatial position, the spring is moved in its entirety from a first spatial position to another spatial position, in particular by moving or rolling. The secondary spring according to the invention is, as usual for a spring, in itself elastically deformable to achieve the spring action, in particular a suspension in the direction of a bogie or car body vertical axis. In addition to elastic deformability, the local position, or in other words the location or point of application, of the secondary spring on the bogie frame is changeable. In the change of local position / location / point of attack, the secondary spring is not moved or deformed in itself by compression / decompression, but changed entirely the position, location or point of application of the secondary spring on the bogie.
Eine Sekundärfeder ist bei eingebautem Drehgestell zwischen Drehgestell und Wagenkasten angeordnet, insbesondere zwischen Drehgestellrahmen und Wagenkasten oder Wagenkastenunterbau. Eine Sekundärfederung ist somit eine Federung zwischen Drehgestell und Wagenkasten.A secondary spring is arranged with bogie mounted between bogie and car body, especially between bogie frame and car body or car body base. A secondary suspension is thus a suspension between bogie and car body.
Die Sekundärfeder ist relativ zu dem Drehgestellrahmen beweglich, d. h. die Lage der Sekundärfeder an dem Drehgestellrahmen oder relativ zum Drehgestellrahmen, ist veränderbar. Insbesondere kann die Sekundärfeder entlang dem Drehgestellrahmen bewegt werden bzw. entlang dem Drehgestellrahmen die Ortsposition der Sekundärfeder verändert werden. Insbesondere kann die Sekundärfeder in Längsrichtung und/oder in Querrichtung an dem bzw. relativ zu dem Drehgestellrahmen bewegt werden. D. h. Sekundärfeder kann in ihrer Lage verändert werden. Insbesondere ist die Ortsposition durch Verschieben oder Rollen der Feder (an eine anderen Ortsposition) änderbar. Die Feder kann dementsprechend verschiebbar oder ausgestaltet sein oder angeordnet sein.The secondary spring is movable relative to the bogie frame, d. H. the position of the secondary spring on the bogie frame or relative to the bogie frame is changeable. In particular, the secondary spring can be moved along the bogie frame or the spatial position of the secondary spring can be changed along the bogie frame. In particular, the secondary spring can be moved in the longitudinal direction and / or in the transverse direction on or relative to the bogie frame. Ie. Secondary spring can be changed in their position. In particular, the spatial position can be changed by moving or rolling the spring (to another spatial position). The spring can accordingly be displaceable or configured or arranged.
Ferner kann die Sekundärfeder in Längsrichtung und/oder Querrichtung relativ zu einem Wagenkasten beweglich sein, an den das Drehgestell gekoppelt ist. Bei einer Bewegung der Sekundärfeder relativ zu dem Drehgestellrahmen in Längs- und/oder Querrichtung ist insbesondere die Längsrichtung und/oder Querrichtung bezogen auf den Drehgestellrahmen gemeint, also die Drehgestelllängsrichtung bzw. Drehgestellquerrichtung. Mit Bezug auf einen Wagenkasten ist mit der Längs- und/oder Querrichtung insbesondere die Wagenkastenlängsrichtung und/oder Wagenkastenquerrichtung gemeint. Die Längsrichtung bzw. Querrichtung des Drehgestells muss nicht mit einer Längs- bzw. Querrichtung des Wagenkastens übereinstimmen. Bei einer Ausdrehung von Null Grad, also bei Geradeausstellung des Drehgestells, stimmen die Längsrichtungen des Wagenkastens und des Drehgestellrahmens sowie die Querrichtungen des Wagenkastens und des Drehgestellrahmens miteinander überein. Bei Ausdrehung des Drehgestells relativ zum Wagenkasten stimmen diese Längsrichtungen bzw. Querrichtungen nicht mehr miteinander überein.Further, the secondary spring may be movable longitudinally and / or transversely relative to a carbody to which the bogie is coupled. During a movement of the secondary spring relative to the bogie frame in longitudinal and / or or transverse direction is meant in particular the longitudinal direction and / or transverse direction with respect to the bogie frame, ie the bogie longitudinal direction or bogie transverse direction. With respect to a car body is meant by the longitudinal and / or transverse direction in particular the car body longitudinal direction and / or car body transverse direction. The longitudinal direction or transverse direction of the bogie does not have to coincide with a longitudinal or transverse direction of the car body. With a rotation of zero degrees, so when straight ahead of the bogie, the longitudinal directions of the car body and the bogie frame and the transverse directions of the car body and the bogie frame coincide with each other. Upon rotation of the bogie relative to the car body these longitudinal directions and transverse directions are no longer consistent with each other.
Ein Aspekt der Erfindung ist, dass der Angriffspunkt der Sekundärfeder an dem Drehgestellrahmen veränderbar ist. Die Krafteinleitung von dem Drehgestellrahmen in die Sekundärfeder, bzw. umgekehrt, kann an verschiedenen Stellen des Drehgestellrahmens erfolgen, je nachdem, wo die Sekundärfeder positioniert ist.One aspect of the invention is that the point of application of the secondary spring on the bogie frame is changeable. The introduction of force from the bogie frame into the secondary spring, or vice versa, can be done at different locations of the bogie frame, depending on where the secondary spring is positioned.
Erfindungsgemäß können eine oder mehrere der beschriebenen Sekundärfedern vorhanden sein. Sofern diese Beschreibung anhand einer Sekundärfeder vorgenommen wird, ist jeweils immer auch der Fall eingeschlossen, dass mehrere Sekundärfedern vorhanden sind. Mehrere Sekundärfedern nehmen verschiedene örtliche Positionen an dem Drehgestell oder an dem Drehgestellrahmen ein. Es sind diese verschiedenen örtlichen Positionen (auch: Ortspositionen) an dem Drehgestell oder Drehgestellrahmen änderbar, insbesondere entlang verschiedener Bewegungsstrecken.According to the invention, one or more of the described secondary springs may be present. If this description is made on the basis of a secondary spring, the case is always included in each case that several secondary springs are present. Several secondary springs occupy different local positions on the bogie or bogie frame. These different local positions (also: location positions) can be changed on the bogie or bogie frame, in particular along different movement distances.
Von der Erfindung wird eine neuartige Form der Sekundärfederung angegeben, womit eine bekannte Wiege vermieden werden kann. Das erfindungsgemäße Drehgestell lässt sich platzsparender unterbringen, was eine Reduktion von Masse, eine einfachere Gestaltung der Fahrzeug-Unterbaustruktur im Bereich des Drehgestells und damit bessere Platzverhältnisse für den Fahrzeuginnenraum im Bereich des Drehgestells ermöglicht.From the invention, a novel form of secondary suspension is specified, whereby a known cradle can be avoided. The bogie according to the invention can be accommodated to save space, which allows a reduction of mass, a simpler design of the vehicle-substructure in the bogie and thus better space for the vehicle interior in the bogie.
Eine Querbewegung des Drehgestells relativ zu einem Wagenkasten, auch bezeichnet als Querverschiebung, kann durch die Sekundärfeder aufgenommen werden, wie anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die Sekundärfeder kann hierbei in Querrichtung verformt werden. Dies ist insbesondere mit einer Sekundärfeder vorteilhaft erreichbar, die kugelförmig und/oder aus Elastomer ist.A transverse movement of the bogie relative to a car body, also referred to as a transverse displacement, can be absorbed by the secondary spring, as explained with reference to an embodiment. The secondary spring can be deformed in the transverse direction. This can be achieved in particular advantageously with a secondary spring, which is spherical and / or made of elastomer.
Prinzipiell ist eine Änderung der örtlichen Position bzw. der Lage der Sekundärfeder an de oder relativ zu dem Drehgestellrahmen nicht bei jeder Drehbewegung des Drehgestells zwingend vorhanden oder zwingend erforderlich. Insbesondere bei kleinen Ausdrehwinkeln kann die Sekundärfeder eine anfängliche örtliche Position, die der örtlichen Position bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs, also bei dem Ausdrehwinkel 0, entspricht, beibehalten werden. Ein erfindungsgemäßer Vorteil wird dadurch erzielt, dass bei größeren Ausdrehwinkeln die örtliche Position der Sekundärfeder relativ zu dem Drehgestellrahmen verändert wird. Insbesondere wird dann die Sekundärfeder relativ zu dem oder an dem Drehgestellrahmen in Längsrichtung und/oder Querrichtung des Drehgestellrahmens bewegt und dadurch die Lage der Sekundärfeder geändert.In principle, a change in the local position or the position of the secondary spring on de or relative to the bogie frame not necessarily with every rotational movement of the bogie or absolutely necessary. In particular, at small Ausdrehwinkeln the secondary spring can be an initial local position corresponding to the local position when driving straight ahead of the vehicle, ie at the turn-off
Die Lage der Sekundärfeder bzw. die Position der Sekundärfeder relativ zum Drehgestellrahmen ist insbesondere entlang eines Kreisbogens änderbar. Anders ausgedrückt ist die örtliche Position der Sekundärfeder auf einem kreisbogenförmigen Weg änderbar. Der Weg, auf dem die Position der Sekundärfeder änderbar ist, wird auch als Bewegungsweg bezeichnet. Eine an anderem Ort beschriebenen Führung gibt, sofern vorhanden, einen Bewegungsweg vor. Ein kreisbogenförmiger Bewegungsweg ist insbesondere auf einen Kreismittelpunkt bezogen, der auf einer nach oben weisenden Drehachse des Drehgestellrahmens liegt. Gleichermaßen sind auch andere geometrische Formen bzw. Bewegungswege der Sekundärfeder denkbar, beispielsweise der Form eines Gleichdickes folgend. Bei zwei Sekundärfedern sind die Bewegungswege vorzugsweise derart, dass eine die durch den Drehpunkt gehende Distanz der gegenüberliegenden Sekundärfedern konstant bleibt und der Drehpunkt den Mittelpunkt dieser Strecke darstellt. Erfindungsgemäß wird der Abstand der Sekundärfeder zu dem Drehpunkt des Drehgestelles Sekundärfederbasis genannt.The position of the secondary spring or the position of the secondary spring relative to the bogie frame can be changed in particular along a circular arc. In other words, the local position of the secondary spring is changeable in a circular path. The path on which the position of the secondary spring is changeable is also referred to as the movement path. A guide described elsewhere gives a path of movement, if any. A circular arc-shaped movement path is particularly related to a circle center, which lies on an upwardly pointing axis of rotation of the bogie frame. Similarly, other geometric shapes or paths of movement of the secondary spring are conceivable, for example following the shape of a uniform thickness. In the case of two secondary springs, the movement paths are preferably such that a distance of the opposing secondary springs passing through the pivot point remains constant and the pivot point represents the center of this path. According to the invention, the distance of the secondary spring to the pivot point of the bogie secondary spring base is called.
In einer Ausführungsform ist die Sekundärfeder verschiebbar oder rollbar. Dadurch ist die örtliche Position der Sekundärfeder relativ zu dem Drehgestellrahmen änderbar. Die Sekundärfeder kann also entlang des Drehgestells oder des Drehgestellrahmens rollbar sein. Eine Verschiebbarkeit bedeutet, dass die Sekundärfeder in Gänze verschiebbar ist. Dadurch ist die örtliche Position der Sekundärfeder relativ zu dem Drehgestellrahmen änderbar. Die Sekundärfeder kann also entlang des Drehgestells oder des Drehgestellrahmens verschiebbar sein. Eine Rollbarkeit bedeutet, dass die Sekundärfeder in Gänze rollbar ist. In dieser Ausführungsform kann die Sekundärfeder entlang einer Strecke, die in Längsrichtung und/oder in Querrichtung zum Drehgestellrahmen verläuft, gerollt oder verschoben werden, insbesondere entlang einer kreisbogen- oder bogensegmentförmigen Strecke.In one embodiment, the secondary spring is slidable or rollable. Thereby, the local position of the secondary spring is changeable relative to the bogie frame. The secondary spring may thus be rollable along the bogie or bogie frame. A displaceability means that the secondary spring is completely displaceable. Thereby, the local position of the secondary spring is changeable relative to the bogie frame. The secondary spring can thus be displaceable along the bogie or the bogie frame. Rollability means that the secondary spring is fully rollable. In this embodiment, the secondary spring may be rolled or displaced along a path extending longitudinally and / or transversely of the bogie frame, particularly along a circular arc or arc segment-shaped path.
Eine rollbare Sekundärfeder ist insbesondere kugelförmig, zylinderförmig, kegelförmig, kegelstumpfförmig oder polygonförmig. Eine Kombination dieser Formen ist möglich. Durch die geometrische Form einer Sekundärfeder, insbesondere einer verschiebbaren oder rollbaren Sekundärfeder, kann die Wirkungsweise der Feder hinsichtlich Rückstellwirkung und Abrolleigenschaften beeinflusst werden. A rollable secondary spring is in particular spherical, cylindrical, conical, frusto-conical or polygonal. A combination of these forms is possible. Due to the geometric shape of a secondary spring, in particular a displaceable or rollable secondary spring, the operation of the spring can be influenced in terms of restoring action and Abrolleigenschaften.
Die Sekundärfeder Elastomer aufweisen oder aus Elastomer gebildet sein. Wenn die Sekundärfeder Elastomer aufweist, ist der federnde Bestandteil der Feder, also der Bestandteil, der für die Federwirkung verantwortlich ist, aus Elastomer. Beispiele für Elastomer sind elastischer Kunststoff, wie Gummi oder Synthesekautschuk, etc.The secondary spring elastomer or be formed of elastomer. If the secondary spring comprises elastomer, the resilient component of the spring, ie the component which is responsible for the spring action, is made of elastomer. Examples of elastomer are elastic plastic, such as rubber or synthetic rubber, etc.
Die Sekundärfeder, insbesondere eine verschiebbare oder rollbare Sekundärfeder, kann eine variable Oberflächenrauigkeit und/oder eine variable Oberflächentextur aufweisen, womit insbesondere Abrolleigenschaften beeinflusst werden können.The secondary spring, in particular a displaceable or rollable secondary spring, can have a variable surface roughness and / or a variable surface texture, with which in particular rolling properties can be influenced.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Drehgestell zumindest eine Führung auf, auch bezeichnet als erste Führung, entlang welcher die Sekundärfeder beweglich ist. Die Sekundärfeder ist entlang der Führung, anders ausgedrückt auf einem Führungsweg in eine Richtung beweglich, die quer ist zu einer Richtung, in der die Feder komprimiert, wird, und wieder rückstellt, wenn sie das Drehgestell gegen einen Wagenkasten abfedert. Insbesondere ist die Feder in der Führung in eine Richtung beweglich, die quer ist zu einer Vertikalrichtung, auch bezeichnet als Z-Richtung.In one embodiment of the invention, the bogie has at least one guide, also referred to as a first guide, along which the secondary spring is movable. The secondary spring is movable along the guide, in other words on a guide path in a direction which is transverse to a direction in which the spring compresses, is, and resets when it cushions the bogie against a car body. In particular, the spring in the guide is movable in a direction which is transverse to a vertical direction, also referred to as Z-direction.
Die erste Führung kann an dem Drehgestellrahmen angeordnet oder ausgebildet sein. Sie kann ortsfest relativ zu dem Drehgestellrahmen sein. Insbesondere ist die Sekundärfeder in/an der Führung verschiebbar oder rollbar. Anders ausgedrückt ist die Sekundärfeder entlang der Führung translatierbar oder rotierbar.The first guide may be arranged or formed on the bogie frame. It can be stationary relative to the bogie frame. In particular, the secondary spring is displaceable or rollable in / on the guide. In other words, the secondary spring is translatable or rotatable along the guide.
Die Sekundärfeder kann in der Führung verschiedene Positionen einnehmen. Wenn die Führung ortsfest zu dem Drehgestellrahmen ist, kann somit die Sekundärfeder durch Änderung ihrer Lage in/an der Führung auch verschiedene Positionen relativ zu dem Drehgestellrahmen einnehmen. Die Führung zwingt der Sekundärfeder einen Bewegungsweg auf, wenn die örtliche Position der Sekundärfeder bzw. ihre Lage relativ zu dem Drehgestellrahmen geändert wird.The secondary spring can assume different positions in the guide. Thus, when the guide is stationary to the bogie frame, the secondary spring can also assume various positions relative to the bogie frame by changing its position in / on the guide. The guide forces the secondary spring to move when the location of the secondary spring or its location relative to the bogie frame is changed.
Die Führung kann in Form einer Vertiefung, insbesondere in Form einer Rille oder Rinne, ausgebildet sein. Alternativ kann die Führung in Form einer Schienenführung ausgebildet sein. Die Führung kann eine oder mehrere Führungsschienen aufweisen.The guide may be in the form of a depression, in particular in the form of a groove or channel. Alternatively, the guide may be in the form of a rail guide. The guide may have one or more guide rails.
In einer Variante der Erfindung ist die Führung kreisförmig oder teilkreisförmig, anders ausgedrückt kreisbogenförmig, in ihrem Verlauf ausgebildet. Alternativ dazu ist eine unregelmäßige, nicht kreisförmige oder zusammengesetzte Verlaufsform einer Führung möglich. Darunter kann beispielsweise eine Abfolge von Kreisbogensegmenten verschiedener Krümmungsradien im Verlauf einer Führung verstanden werden. Nicht kreisförmige oder zusammengesetzte Verlaufsformen können dazu dienen, entsprechend der gewünschten oder erwartenden Rückstell- oder Seitenkräfte spezielle Gegenkräfte durch die erzwungene Roll- oder Verschiebebahnen in die Sekundärfeder einzuprägen.In a variant of the invention, the guide is circular or part-circular, in other words circular arc-shaped, formed in its course. Alternatively, an irregular, non-circular or composite shape of a guide is possible. This can be understood, for example, as a sequence of circular arc segments of different radii of curvature in the course of a guidance. Non-circular or compound waveforms can serve to impose special counterforces by the forced rolling or moving tracks in the secondary spring according to the desired or expected restoring or lateral forces.
Das Drehgestell kann mehrere erste Führungen aufweisen. Jede der Führungen führt die Bewegung zumindest einer Sekundärfeder. In einer Variante sind erste Führungen beidseitig der Längsachse des Drehgestells angeordnet oder ausgebildet. Bevorzugt sind zwei erste Führungen paarweise und beidseitig der Längsachse des Drehgestells angeordnet oder ausgebildet, vorzugsweise symmetrisch zu der Längsachse des Drehgestells.The bogie may have a plurality of first guides. Each of the guides performs the movement of at least one secondary spring. In a variant, first guides are arranged or formed on both sides of the longitudinal axis of the bogie. Preferably, two first guides are arranged in pairs and on both sides of the longitudinal axis of the bogie or formed, preferably symmetrically to the longitudinal axis of the bogie.
In einer Variante der Erfindung weist die erwähnte Führung zumindest eine Ruheposition oder einen Ruhepositionsbereich für die Sekundärfeder auf. In einem Ruhepositionsbereich können mehrere konkrete Ruhepositionen, die vorzugsweise einander benachbart sind, eingenommen werden. In der Führung sind in dieser Ausführungsform zumindest eine Ruheposition oder ein Ruhepositionsbereich ausgebildet. Die Ruheposition der Sekundärfeder ist vorzugsweise die Position, in der sich die Sekundärfeder bei Geradeausstellung des Drehgestells (Ausdrehwinkel Null) befindet oder befinden soll.In a variant of the invention, the mentioned guide has at least one rest position or a rest position range for the secondary spring. In a rest position range, a plurality of concrete rest positions, which are preferably adjacent to each other, can be taken. In the guide, at least one rest position or a rest position range are formed in this embodiment. The rest position of the secondary spring is preferably the position in which the secondary spring is in straight ahead position of the bogie (zero turning angle) or should be.
Die Führung ist insbesondere so ausgestaltet, dass nach Änderung der örtlichen Position der Sekundärfeder innerhalb der Führung, beispielsweise bei Ausdrehen des Drehgestells, die Ruheposition beim Wiedereindrehen des Drehgestells, also bei Verringerung des Ausdrehwinkels, von der Sekundärfeder wieder eingenommen wird. Die Führung kann so ausgebildet sein, dass beim Ausdrehen des Drehgestells und/oder wieder Eindrehen des Drehgestells in Geradeausstellung eine Rückstellkraft auf die Sekundärfeder ausgeübt wird, durch welche die Sekundärfeder in die Ruheposition gebracht wird oder wieder in die Ruheposition gebracht wird, wenn das Drehgestell in die Geradeausrichtung zurückdreht. Die Ruheposition für die Sekundärfeder kann insbesondere in einem Bereich ausgebildet sein, der mittig auf der Gesamtstrecke der Führung liegt. Der Ruhepositionsbereich wird erfindungsgemäß auch als Nominalbereich bezeichnet und eine Ruheposition wird erfindungsgemäß auch als Nominalposition bezeichnet.The guide is in particular designed so that after changing the local position of the secondary spring within the guide, for example when turning the bogie, the rest position when re-turning the bogie, so when reducing the Ausdrehwinkels, is taken by the secondary spring again. The guide can be designed so that when turning the bogie and / or screwing back the bogie in straight ahead position, a restoring force is exerted on the secondary spring, through which the secondary spring is brought into the rest position or brought back into the rest position when the bogie in the straight-ahead direction turns back. The rest position for the secondary spring may in particular be formed in a region which lies centrally on the entire length of the guide. According to the invention, the rest position range is also referred to as a nominal range, and a rest position is also referred to as a nominal position according to the invention.
Wenn die Führung wie oben erwähnt in Form einer Vertiefung, insbesondere in Form einer Rinne, ausgebildet ist, so weist die Vertiefung, insbesondere die Rinne, in einer Ausführungsform der Erfindung unterschiedliche Tiefen auf. Insbesondere weist die Führung zumindest einen Tiefpunkt oder Tiefpunktsbereich auf. Der zumindest eine Tiefpunkt oder Tiefpunktsbereich stellt vorzugsweise die oben erwähnte zumindest eine Ruheposition oder den Ruhepositionsbereich der Sekundärfeder dar. If the guide, as mentioned above, is in the form of a depression, in particular in the form of a groove, the depression, in particular the groove, has different depths in one embodiment of the invention. In particular, the guide has at least one low point or low point range. The at least one low point or low point region preferably represents the above-mentioned at least one rest position or the rest position range of the secondary spring.
Des Weiteren kann eine Vertiefung, insbesondere eine Rinne, Bereiche aufweisen, in denen sich die Tiefe der Führung ändert, vorzugsweise sich kontinuierlich ändert, und die erfindungsgemäß auch als Schrägbereiche bezeichnet werden. An einen erwähnten Tiefpunkt oder Tiefpunktbereich können schräge Bereiche anschließen, in denen sich die Tiefe verringert, insbesondere die Tiefe einer Rinne sich verringert. Angrenzend zu dem oder dem Tiefpunktsbereich sind vorzugsweise erwähnte Schrägbereiche angeordnet oder ausgebildet, wobei die Schrägbereiche ausgehend vom Tiefpunkt oder Tiefpunktsbereich ansteigend sind, die Tiefe der Führung also verringert wird.Furthermore, a depression, in particular a groove, can have regions in which the depth of the guide changes, preferably changes continuously, and which are also referred to as oblique regions according to the invention. To a mentioned low point or low point area can connect oblique areas in which the depth is reduced, in particular the depth of a channel is reduced. Adjacent to the or the low point region, preferably mentioned oblique regions are arranged or formed, wherein the oblique regions starting from the low point or the low point region are increasing, ie the depth of the guide is reduced.
Vorteilhafte Eigenschaften verschiedener Tiefen einer Vertiefung, insbesondere einer Führungsrinne, und insbesondere vorteilhafte Eigenschaften bei Vorhandensein eines erwähnten Tiefpunkts und erwähnter Schrägbereiche sind: Die verschiedenen Tiefen, insbesondere in Schrägbereichen, können zur Einprägung von Rückstellkräften auf die Sekundärfeder dienen. Die Rückstellkraft sorgt für eine Rückstellung der Sekundärfeder in die Ruheposition. Somit ist die Rückstellkraft eine Gegenkraft, die mit Ausdrehung des Drehgestells auf die Sekundärfeder aufgebracht wird und zum Zweck der Rückstellung in einen Nominalbereich dient. Es kann vorgesehen sein, dass mit zunehmendem Ausdrehwinkel des Drehgestells, in die eine oder die andere Richtung, eine ansteigende Rückstellkraft auf die Sekundärfeder aufgebracht wird, beispielsweise durch zunehmende Komprimierung der Sekundärfeder aufgrund der abnehmenden Tiefe der Vertiefung, insbesondere abnehmender Rillentiefe. Die mit zunehmender Ausdrehung größer werdende Rückstellkraft sorgt bei Wiedereindrehung des Drehgestells dafür, dass die Sekundärfeder die Nominallage wieder einnimmt. Ein Umplazieren der Sekundärfeder in die eine oder andere Querrichtung wird dadurch vermieden oder weitgehend vermieden.Advantageous properties of different depths of a depression, in particular a guide groove, and in particular advantageous properties in the presence of a low point mentioned and mentioned oblique areas are: The different depths, especially in oblique areas, can serve to impress restoring forces on the secondary spring. The restoring force ensures a return of the secondary spring in the rest position. Thus, the restoring force is a counterforce which is applied with the rotation of the bogie on the secondary spring and serves for the purpose of resetting in a nominal area. It can be provided that with increasing Ausdrehwinkel of the bogie, in one or the other direction, an increasing restoring force is applied to the secondary spring, for example, by increasing compression of the secondary spring due to the decreasing depth of the recess, in particular decreasing groove depth. As the bogie re-rotates, the restoring force, which increases with increasing rotation, ensures that the secondary spring resumes the nominal position. A relocation of the secondary spring in one or the other transverse direction is thereby avoided or largely avoided.
Vorangehend wurde eine Führung beschrieben, die an dem Drehgestell angeordnet oder ausgebildet ist. Diese Führung wird erfindungsgemäß auch als „erste Führung” bezeichnet. Weiterhin kann an einem Schienenfahrzeug, das ein erfindungsgemäßes Drehgestell aufweist, eine zweite Führung vorhanden sein, entlang der die Sekundärfeder ebenfalls beweglich ist. Vorzugsweise ist die Sekundärfeder rollbar oder verschiebbar in/an der zweiten Führung gelagert bzw. in der zweiten Führung geführt.Previously, a guide has been described, which is arranged or formed on the bogie. This guide is also referred to as "first guide" according to the invention. Furthermore, on a rail vehicle having a bogie according to the invention, a second guide may be present along which the secondary spring is also movable. Preferably, the secondary spring is rollably or displaceably mounted in / on the second guide or guided in the second guide.
Die zweite Führung ist an einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs angeordnet oder ausgebildet, insbesondere an einem Unterbau. Die zweite Führung kann ebenso beschaffen sein wie die erste Führung, wobei auf die vorangehende Beschreibung der ersten Führung Bezug genommen wird. Die erste Führung und die zweite Führung können ein Führungspaar bilden, in dem die Sekundärfeder geführt ist. Die erste und die zweite Führung können einen Bewegungsweg für die Sekundärfeder definieren, auf bzw. entlang dem die Sekundärfeder beweglich ist. Insbesondere können die erste und die zweite Führung die Sekundärfeder zu einem Großteil oder teilweise umgreifen.The second guide is arranged or formed on a body of the rail vehicle, in particular on a substructure. The second guide may be as well as the first guide, with reference to the foregoing description of the first guide. The first guide and the second guide may form a guide pair, in which the secondary spring is guided. The first and second guides may define a path of travel for the secondary spring on or along which the secondary spring is movable. In particular, the first and the second guide can largely or partially surround the secondary spring.
Die erwähnte zweite Führung führt die Sekundärfeder vorzugsweise von oben und die erste Führung führt vorzugsweise die Sekundärfeder von unten. Insbesondere umgreift die erste Führung die Sekundärfeder teilweise von unten und die zweite Führung umgreift die Sekundärfeder teilweise von oben, was insbesondere dann der Fall ist, wenn die erste und die zweite Führung als Vertiefungen, insbesondere als Führungsrinnen, ausgebildet sind.The mentioned second guide preferably guides the secondary spring from above and the first guide preferably guides the secondary spring from below. In particular, the first guide partially surrounds the secondary spring from below and the second guide partially surrounds the secondary spring from above, which is the case in particular when the first and second guides are formed as depressions, in particular as guide channels.
Zwischen der ersten Führung und der zweiten Führung ist vorzugsweise ein Spalt ausgebildet. Die Breite des Spaltes, bzw. der Abstand zwischen den Führungen, kann einen maximalen Federweg in vertikaler Richtung definieren.A gap is preferably formed between the first guide and the second guide. The width of the gap, or the distance between the guides, can define a maximum travel in the vertical direction.
Die erste Führung kann eine nach oben offene Rinne sein und die zweite Führung eine nach unten offene Rinne. Vorzugsweise sind die erste Führung und die zweite Führung in Geradeausstellung des Schienenfahrzeugs, wenn also der Ausdrehwinkel des Drehgestells Null beträgt, zueinander spiegelsymmetrisch oder im Wesentlichen spiegelsymmetrisch.The first guide may be an upwardly open channel and the second channel may be a downwardly open channel. Preferably, the first guide and the second guide in the straight ahead position of the rail vehicle, ie when the turn-off of the bogie is zero, mirror-symmetrical to each other or substantially mirror-symmetrical.
Ebenso wie die erste Führung kann die zweite Führung zumindest eine Ruheposition oder zumindest einen Ruhepositionsbereich für die Sekundärfeder aufweisen. Ferner kann die zweite Führung erwähnte Bereiche aufweisen, in denen die Tiefe der Führung sich ändert, vorzugsweise sich kontinuierlich ändert. Ergänzend wird auch die Offenbarung zur ersten Führung verwiesen, die in analoger Weise auch für die zweite Führung herangezogen werden kann. Insbesondere können die erste und die zweite Führung spiegelsymmetrisch oder im Wesentlichen Spiegelsymmetrisch zueinander sein.Like the first guide, the second guide may have at least one rest position or at least one rest position range for the secondary spring. Further, the second guide may have mentioned areas in which the depth of the guide changes, preferably continuously changes. In addition, the disclosure of the first guide is referenced, which can be used in an analogous manner for the second guide. In particular, the first and the second guide may be mirror-symmetrical or substantially mirror-symmetrical to each other.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind zumindest zwei Sekundärfedern, zumindest zwei erste Führungen und zumindest zwei zweite Führungen vorgesehen. Eine erste Führung und eine zweite Führung können ein erstes Führungspaar bilden und die weitere erste Führung und die weitere zweite Führung können ein zweites Führungspaar bilden. Das erste Führungspaar führt eine erste Sekundärfeder und das zweite Führungspaar führt eine zweite Sekundärfeder. Die ersten Führungen und die zweiten Führungen bilden vorzugsweise einen kreisbogenförmigen Führungsweg. Bevorzugt sind zwei Führungspaare, jeweils aufweisend einer erste und eine zweite Führung, beidseitig der Längsachse des Drehgestells angeordnet oder ausgebildet, vorzugsweise symmetrisch zu der Längsachse des Drehgestells.In one embodiment of the invention, at least two secondary springs, at least two first guides and at least two second guides intended. A first guide and a second guide may form a first guide pair, and the further first guide and the further second guide may form a second guide pair. The first guide pair carries a first secondary spring and the second guide pair carries a second secondary spring. The first guides and the second guides preferably form a circular arc-shaped guide path. Preferably, two guide pairs, each having a first and a second guide, arranged on both sides of the longitudinal axis of the bogie or formed, preferably symmetrically to the longitudinal axis of the bogie.
Erfindungsgemäß können mehrere Sekundärfedern um einen Drehpunkt oder eine Drehachse des Drehgestells herum angeordnet oder ausgebildet sein. Mehrere Sekundärfedern können zu dem Drehpunkt oder der Drehachse des Drehgestells einen gleichen Abstand aufweisen. Es ist in einer weiteren Variante der Erfindung möglich, ein oder mehrere Paare von Sekundärfedern vorzusehen, wobei bei einem Paar zwei Sekundärfedern symmetrisch zur Drehachse des Drehgestells sind, d. h. sie liegen um einen Winkel von 180° um die Drehachse einander gegenüber.According to the invention, a plurality of secondary springs may be arranged or formed around a fulcrum or a rotation axis of the bogie. Several secondary springs may be equidistant from the fulcrum or rotation axis of the bogie. It is possible in a further variant of the invention to provide one or more pairs of secondary springs, wherein in a pair of two secondary springs are symmetrical to the axis of rotation of the bogie, d. H. they are at an angle of 180 ° about the axis of rotation opposite each other.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Drehgestell zumindest ein Paar aus zwei Sekundärfedern auf und ein Koppelelement, über welches die zwei Sekundärfedern miteinander gekoppelt sind. Durch das Koppelelement werden die zwei Sekundärfedern in ihrer Lage zueinander definiert, insbesondere in eine oben beschriebene symmetrische Lage zur Drehachse des Drehgestells gebracht. Alternativ oder zusätzlich kann das Koppelelement so ausgebildet sein, dass ein oder mehrere benachbarte Sekundärfedern miteinander gekoppelt werden.In one embodiment of the invention, the bogie has at least one pair of two secondary springs and a coupling element, via which the two secondary springs are coupled together. By the coupling element, the two secondary springs are defined in their position to each other, in particular brought into a symmetrical position described above to the axis of rotation of the bogie. Alternatively or additionally, the coupling element may be formed so that one or more adjacent secondary springs are coupled together.
Ein Koppelelement weist in einer Ausführungsform eine Koppelstange sowie zwei Befestigungsstellen oder Lagerstellen, insbesondere Lagerelemente, für jeweils eine Sekundärfeder auf. Eine erwähnte Koppelstange kann eine gerade Form oder eine gekröpfte oder einfach oder mehrfach abgewinkelte Form aufweisen. Eine gekröpfte oder einfach oder mehrfach abgewinkelte Form ist vorteilhaft, wenn sich im Bereich zwischen den Drehgestell-Seitenrahmen im Fahrzeuginneren ein Durchgangsbereich für Passagiere bis hinunter auf Höhenniveau knapp über der Achse befindet.A coupling element has in one embodiment, a coupling rod and two attachment points or bearings, in particular bearing elements, for each a secondary spring. A mentioned coupling rod may have a straight shape or a cranked or single or multiple angled shape. A cranked or single or multiple angled shape is advantageous if in the area between the bogie side frame in the vehicle interior, a passage area for passengers down to height level is just above the axis.
In einer speziellen Ausführungsform sind an dem Koppelelement zwei Sekundärfedern drehbar gelagert. Dies bedeutet, dass jede der Sekundärfedern um eine Rotationsachse rotierbar ist, die durch die Sekundärfeder verläuft. Diese Ausführungsform ist insbesondere von Vorteil bei einer rollbaren Sekundärfeder.In a special embodiment, two secondary springs are rotatably mounted on the coupling element. This means that each of the secondary springs is rotatable about an axis of rotation which passes through the secondary spring. This embodiment is particularly advantageous in a rollable secondary spring.
In einer Ausführungsform ist ein erwähntes Koppelelement um eine vertikale Drehachse drehbar. Diese Drehachse ist vorzugsweise identisch mit der Drehachse des Drehgestells. Die Drehachse, um die das Koppelelement drehbar ist, kann eine virtuelle Drehachse sein oder sie kann eine gegenständliche Drehachse sein. Diese Ausführungsform kann insbesondere mit dem Merkmal verbunden sein, dass zwei durch das Koppelelement gekoppelte Sekundärfedern von dem Koppelelement in eine symmetrische Lage bezüglich der erwähnten Drehachse gebracht sind. Es ist somit möglich, die Bewegung der gekoppelten Sekundärfedern symmetrisch zur Drehachse, um die das Koppelelement drehbar ist, insbesondere zur Drehachse des Drehgestells, zu führen. D. h., dass vorzugsweise in jeder Position der gekoppelten Sekundärfedern und jeder geänderten Position der gekoppelten Sekundärfedern die gekoppelten Sekundärfedern rotationssymmetrisch zu der Drehachse angeordnet sind. Anders ausgedrückt sind die gekoppelten Sekundärfedern bezüglich der Drehachse einander gegenüber liegend.In one embodiment, a coupling element mentioned is rotatable about a vertical axis of rotation. This axis of rotation is preferably identical to the axis of rotation of the bogie. The axis of rotation about which the coupling element is rotatable may be a virtual axis of rotation or it may be an objective axis of rotation. This embodiment may in particular be associated with the feature that two secondary springs coupled by the coupling element are brought by the coupling element into a symmetrical position with respect to the mentioned axis of rotation. It is thus possible to guide the movement of the coupled secondary springs symmetrically to the axis of rotation about which the coupling element is rotatable, in particular to the axis of rotation of the bogie. D. h., That preferably in each position of the coupled secondary springs and each changed position of the coupled secondary springs, the coupled secondary springs are arranged rotationally symmetrical to the axis of rotation. In other words, the coupled secondary springs are opposite each other with respect to the axis of rotation.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug, dass ein oben beschriebenes Drehgestell aufweist. Das Schienenfahrzeug kann insbesondere eine bereits beschriebene zweite Führung aufweisen, die an einem Unterbau oder unter einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs angeordnet oder ausgebildet ist.In another aspect, the invention relates to a rail vehicle having a bogie as described above. The rail vehicle may in particular comprise a second guide already described, which is arranged or formed on a substructure or under a car body of the rail vehicle.
Das Schienenfahrzeug ist insbesondere eine Straßenbahn, eine Stadtbahn, eine S-Bahn, ein Nahverkehrszug, ein Fernverkehrszug oder ein Modul oder Wagon davon.The rail vehicle is in particular a tram, a light rail, a rapid-transit railway, a commuter train, a long-distance train or a module or wagon thereof.
Die Anbindung des erfindungsgemäßen Drehgestells an einen Wagenkasten oder einen Unterbau bzw. Fahrzeugunterbau eines Schienenfahrzeugs kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen.The connection of the bogie according to the invention to a car body or a substructure or vehicle substructure of a rail vehicle can take place in various ways.
In einer Variante kann eine Anbindung über einen Königszapfen oder einen Drehkranz, die beide aus dem Stand der Technik bekannt sind, gewählt werden.In a variant, a connection via a kingpin or a turntable, both of which are known from the prior art, can be selected.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt eine Anbindung des Drehgestells über eine Anordnung von Traktionsstangen. Die Anordnung weist vorzugsweise zumindest zwei Traktionsstangen auf. Die Traktionsstangen sind dazu ausgebildet, Quer- und Längskräfte zu übertragen und dabei eine Translation des Drehgestells entlang der Hochachse zu ermöglichen. Eine Anordnung Traktionsstangen ist vorzugsweise an einem Fahrzeugunterbau oder wagenkastenseitigen Ende mittels elastischer Lager an den Fahrzeugunterbau oder den Wagenkasten angebunden. Auf Seiten des Drehgestells sind vorzugsweise Anbindungsmittel, insbesondere Gelenke, vorgesehen, die folgende Bewegungen ermöglichen:
- – Rotation des Drehgestells um eine Drehachse des Drehgestells, auch bezeichnet als Hochachse oder Z-Achse,
- – Translation des Drehgestells in Richtung der Drehachse, vorzugsweise in begrenztem Ausmaß,
- – Translation des Drehgestells in Querrichtung bzw. entlang einer Drehgestellquerachse, vorzugsweise in begrenztem Ausmaß. Das Ausmaß der Translation entlang der Hochachse ist vorzugsweise höher als die mögliche Translation entlang der Querachse.
- Rotation of the bogie about an axis of rotation of the bogie, also referred to as a vertical axis or Z-axis,
- Translation of the bogie in the direction of the axis of rotation, preferably to a limited extent,
- - Translation of the bogie in the transverse direction or along a bogie transverse axis, preferably to a limited extent. The extent of translation along the vertical axis is preferably higher than the possible translation along the transverse axis.
Erwähnte Anbindungsstellen, auch bezeichnet als Schnittstellen der Traktionsstangen an dem Drehgestell, sind vorteilhaft als elastische Lager ausgeführt.Mentioned connection points, also referred to as interfaces of the traction rods on the bogie, are advantageously designed as elastic bearings.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:The invention will be described below with reference to exemplary embodiments. Show it:
Das Drehgestell
Ferner weist das Drehgestell eine weitere X-förmige Querträgeranordnung
An dem Drehgestellrahmen
In jeder der ersten Führungen ist jeweils eine kugelförmige Sekundärfeder
In
In
Als nächstes soll angenommen werden, dass das Drehgestell
Infolge der Ausdrehung des Drehgestells
Die Nominalposition der Sekundärfedern
Die Anbindung des Drehgestells
In der
Die Führungsrinne
An die Schrägbereiche S1, in denen die Tiefe der Führungsrinne
Bei der in
In der
Bei einer Drehung des Drehgestells
Die Federwirkung der Sekundärfeder
Es kann erfindungsgemäß ein Begrenzungsmechanismus vorgesehen sein, der eine relative Auseinanderbewegung des Unterbaus des Fahrzeugs und des Drehgestell
In
Die Sekundärfedern
Das Koppelelement
Über das Koppelelement
Die Lage der Sekundärfedern
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