DE102022208686A1

DE102022208686A1 - Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE102022208686A1
Application number: DE102022208686.4A
Authority: DE
Inventors: Johannes Atzmueller; Bernd Brendgen; Martin Dombrowsky; Robert Mertens; Michael Nowotka; Markus Schatten; Helmut Treutler
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2022-08-22
Filing date: 2022-08-22
Publication date: 2024-02-22
Also published as: WO2024041840A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug 1 zur Personenbeförderung, wobei das Schienenfahrzeug 1 zumindest einen Doppelstockwagen 10 umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelstockwagen 10 zumindest ein innengelagertes Drehgestell 100 aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug, wobei das Schienenfahrzeug zumindest einen Doppelstockwagen umfasst.
Bisher wurden in Doppelstockzügen außen gelagerte Drehgestelle verwendet. Dabei sitzen die Lager der Radsätze außen auf Wellenzapfen der Radsatzwellen. Die Gesamtbreite des Drehgestells hängt insbesondere von diesen Radsatzlagern und deren Breite ab. Der Drehgestellrahmen nimmt die Räder zwischen seinen Längsträgern auf. Dadurch wird der Drehgestellrahmen eines außengelagerten Drehgestells breit und schwer. Die Drehgestelle bei Doppelstockwagen wurden daher bauartbedingt bisher nicht aerodynamisch verkleidet. Eine aerodynamische Verkleidung reduziert den Fahrwiderstand des Fahrzeugs und somit den Energieverbrauch.
Ferner sind bei Schienenfahrzeugen mit Doppelstockwagen Bauraumprobleme im Fahrwerksbereich üblich. Einerseits gibt es Probleme eine Trittstufe für einen Mittelstockeinstieg zu montieren, da in diesem Bereich das ausdrehende Fahrwerk mit der Trittstufe in engen Bogenradien kollidieren könnte bzw. der Bauraum für tragende Strukturen sinkt.
Andererseits gibt es Bauraumprobleme, da die Fußbodenhöhe im Mittelstockwerk gering sein soll. Nicht zuletzt gibt es in Doppelstockwagen einen generellen Platzmangel, da kein Dach- oder Unterflurbereich für die Unterbringung von Komponenten zur Verfügung steht.
Außerdem besteht Bedarf den doppelstöckigen Bereich im Fahrzeug zu verlängern, um eine höhere Sitzplatzkapazität anbieten zu können. Hierzu ist aus Gründen der Fahrzeugbegrenzung und aus Bauraumgründen ein geringer Radstand im Drehgestell vorteilhaft. Eine weitere Reduzierung des Radstandes ist bei bestehenden außengelagerten Fahrwerken nur schwer möglich, da der Querträger, Luftfedern und ggf. vorhandene Bremsausrüstung (Radscheibenbremsen und MG-Bremsen) zwischen den Radsätzen aus Bauraumgründen eine Reduzierung des Radstandes verhindern. Außerdem verursacht die oben genannte Forderung nach einem niedrigen Fußboden eine starke Kröpfung des Drehgestellrahmens, welche eine Reduzierung des Radstandes ebenfalls verhindert
Bei doppelstöckigen Triebwagen und doppelstöckigen Gliederzügen kann es aufgrund von schweren Komponenten und/oder hohen Drehzapfenabständen zu Problemen mit Radsatzlastüberschreitungen kommen. Auch hohe Energiekosten und Verschleißkosten erfordern ebenfalls eine Reduktion der Fahrwerksmasse.
Die bekannten Bauraum-Probleme wurden in der Vergangenheit in der Regel mit einer Reduzierung des Radradius begegnet, welcher negative Auswirkungen auf den Radverschleiß hat. Außerdem wurden die Federhöhen reduziert, was aber mit einem sinkendem Schwingungskomfort für die Fahrgäste einhergeht.
Als Lösung für hohen Radsatzlasten in Triebzügen und Zügen mit Jakobs-Drehgestellen kommt eine Umverteilung der Antriebskomponenten, das Unterbringen von Antriebskomponenten in einstöckigen Triebwagen oder eine Reduktion des Drehzapfenabstands/ der Wagenlänge in Betracht, welche jedoch mit einer Reduktion der Sitzplatzkapazität oder erhöhten Kosten einhergeht.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schienenfahrzeug mit zumindest einem Doppelstockwagen bereitzugstellen, der bessere Platzverhältnisse bei reduziertem Gewicht aufweist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird ein Schienenfahrzeug bereitgestellt, wobei das Schienenfahrzeug zumindest einen Doppelstockwagen umfasst. Der Doppelstockwagen weist zumindest ein innengelagertes Drehgestell auf.
Das zumindest eine innengelagerte Drehgestell ist derart mit einem innengelagerten Drehgestellrahmen ausgestattet, dass in Querrichtung des Schienenfahrzeugs die Räder des Radsatzes weiter außen angeordnet sind als der Längsträger des Drehgestellrahmens.
Ferner sind die Räder des innengelagerten Drehgestells weiter außen angeordnet als die Radsatzlager des innengelagerten Drehgestells.
Der Lösungsansatz ein innengelagertes Drehgestell zu verwenden, umgeht die bekannten, nachteilhaften Lösungsansätze. Zunächst erscheint der Lösungsansatz ein innengelagertes Drehgestell einzusetzen nicht zielführend, da im Bereich der Wagenmitte und im hoch beanspruchten Bereich über den Sekundärfedern sich der vorhandene Bauraum reduziert oder gleichbleibt. Aus diesem Grund und aufgrund großer Wankmoment durch den hohen Schwerpunkt der Doppelstockwagen wurden in der Vergangenheit keine Entwicklung von Doppelstockzugkonzepten mit innengelagerten Drehgestellen verfolgt.
Erstaunlicherweise hat sich aber eine seitliche Führung des Längsträgers am Drehgestell vorbei als vorteilhaft erwiesen, da somit ein aus dem Unterstock kommende Untergurt weniger stark umgelenkt ausgebildet sein muss.
Innen gelagerte Drehgestelle sind gegenüber außen gelagerten Drehgestellen leichter. Durch den erfindungsgemäß geringeren Materialeinsatz und die einfachere Konstruktion der Radsatzwelle innengelagerter Drehgestelle ergeben sich Kostenvorteile gegenüber außen gelagerten Drehgestellen.
Die Integration eines innengelagerten Drehgestells in ein Doppelstockfahrzeug stellt jedoch eine Herausforderung dar, da das Wankverhalten von einstöckigen und zweistöckigen Fahrzeugen aufgrund des höheren Schwerpunkts nicht vergleichbar ist. Die Fahrzeugform, Schwerpunkthöhe, Federelemente, usw. haben Auswirkungen auf die Wankstabilität, insbesondere auch auf die Seitenwindstabilität.
Ein innengelagertes Fahrwerk hat aufgrund seiner geringen Primärfederbasis bauartbedingte Probleme einen Wagen mit hohem Schwerpunkt zu tragen, da das entstehende hohe Wankmoment auf einer geringen Primärfederstützweite getragen wird. Das innengelagerte Fahrwerk hat mit einem kleinen Querabstand der Primärfedern , kurzer Wankstütze und kleinen Primärfederbasis ein besonders schlechtes/weiches Wankverhalten. Somit bestand ein Vorurteil in der Fachwelt darin, dass innengelagerte Fahrwerke für Doppelstockwagen schlecht geeignet seien. Erfindungsgemäß überwiegen jedoch die Vorteile des innengelagerten Drehgestells.
Durch die Massenreduktion sinkt der Energieverbrauch und es sinken die Instandhaltungskosten. Außerdem kann im Falle von Radsatzlastproblemen (insbesondere bei Triebzügen oder Jakobszügen) der Drehgestellmittenabstand erhöht werden und somit können mehr Sitzplätze angeboten werden.
In Ausgestaltung des Schienenfahrzeugs ferner kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine innengelagerte Drehgestell zumindest zwei Radsätze aufweist und der Radsatzabstand des zumindest einen Drehgestells kleiner als 3,1m ist, vorzugsweise in einem Bereich von 2,3m bis 3,1m liegt.
In dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug mit dem zumindest einen innengelagerten Drehgestell können der Querträger und die Luftfedern innenliegend angeordnet sein. Hierdurch ist ein reduzierter Radstand möglich. Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug weist vorzugsweise einen gegenüber bekannten Konzepten erhöhten Doppelstockanteil auf, was durch den geringen Radsatzabstand ermöglicht wird.
In Ausgestaltung des Schienenfahrzeugs kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine innengelagerte Drehgestell als Jakobs-Drehgestell ausgebildet ist.
Das Jakobs-Drehgestell ist zwischen zwei Wagenkästen des Schienenfahrzeugs angeordnet, wobei sich zwei benachbarte Wagenkästen auf einem Jakobs-Drehgestell abstützen.
In Ausgestaltung des Schienenfahrzeugs kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine innengelagerte Drehgestell als an einem Doppelstockwagenende angeordnetes Drehgestell ausgebildet ist. Dabei ist das zumindest eine innengelagerte Drehgestell nur einem einzelnen Doppelstockwagen zugeordnet.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Schienenfahrzeug um ein Gelenkfahrzeug, wie einen Gelenkzug.
Ferner vorzugsweise handelt es sich bei dem Schienenfahrzeug um einen Hochgeschwindigkeitszug, einen Intercityzug, einen Commuterzug oder einen Regionalzug.
Hochgeschwindigkeitszüge und Intercityzüge im Sinne der Erfindung sind Züge, auf eine Betriebsgeschwindigkeit von mehr als 190 km/h ausgelegt sind.
Communter und Regionalzüge (inkl. Regionalexpresszüge) im Sinne der Erfindung sind Züge, auf eine Betriebsgeschwindigkeit von weniger als 190 km/h ausgelegt sind.
In Ausgestaltung des Schienenfahrzeugs kann vorgesehen sein, dass in dem zumindest einen Doppelstockwagen über dem zumindest einen Drehgestell ein Einstiegsbereich ausgebildet ist.
Dies ist insbesondere der Fall, wenn das Schienenfahrzeug als Einzelwagen ausgebildet ist.
Hierdurch kann der Doppelstockanteil des Schienenfahrzeugs erhöht werden die Fahrwerksanzahl und damit die Masse des Schienenfahrzeugs reduziert werden.
In Weiterbildung des Schienenfahrzeugs kann ferner vorgesehen sein, dass der Drehgestellmittenabstand, vorzugsweise der Drehzapfenabstand, zwischen zweier benachbarter Drehgestelle mehr als 14m, ferner vorzugsweise mehr als 17m insbesondere mehr als 20m beträgt. In einer bevorzugten Ausführung kann der Drehgestellmittenabstand zwischen 14m und 19,5m liegen.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Schienenfahrzeug um einen Einzelwagenzug. Der Drehgestellmittenabstand kann dabei mehr als 19m, vorzugsweise zwischen 19m und 20,5m betragen. Der Abstand zwischen den Radsätzen beträgt in diesem Fall vorzugsweise zwischen 2,2m und 2,5m
Es kann sich bei dem Fahrzeug auch um einen Gliederzug handeln.
Das Schienenfahrzeug kann ferner vorsehen, dass der zumindest eine Doppelstockwagen einen Doppelstockbereich mit einer Länge von mehr als 14m aufweist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass an einer Radaußenseite des zumindest einen innengelagerten Drehgestells das Schienenfahrzeug tragende Strukturen des Doppelstockwagens, insbesondere des Wagenkastens des Doppelstockwagens, oder Bauteile einer Fahrzeugtürbaugruppe aufweist.
Durch den Einsatz des zumindest einen innengelagerten Drehgestells wird somit zusätzlicher Bauraum bereitgestellt, der es ermöglicht die Flächennutzung des Schienenfahrzeugs zu verbessern.
In Ausgestaltung kann das Schienenfahrzeug zumindest eine aerodynamische Verkleidung aufweisen, die das zumindest eine Drehgestell seitlich umschließt und der Fahrzeugkontur des Schienenfahrzeugs folgend ausgebildet ist.
Aufgrund der innengelagerten Drehgestelle ist es möglich eine aerodynamische Verkleidung vorzusehen, welche dem Schienenfahrzeug eine verbesserte Aerodynamik gibt. Die war bisher bei Doppelstockwagen nicht möglich, kann nun aber mit einem innengelagerten Drehgestell geschehen, da der benötigte Freiraum eines innen gelagerten Drehgestells geringer ist als der eines außen gelagerten.
In Ausgestaltung weist das Drehgestell einen Drehgestellrahmen auf, der im Bereich der Räder der Radsätze so breit ausgebildet ist wie die Lagerbasis auf der Radsatzwelle.
Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug mit den innengelagerten Drehgestellen weist Radsatzlager auf, die auf der Innenseite der Räder der Radsatzwelle angeordnet sind.
Ein Wellenzapfen an der Radsatzwelle außen vor dem Rad ist nicht erforderlich. Der Drehgestellrahmen kann im Bereich der Räder so breit sein, wie die Lagerbasis auf der Radsatzwelle. Weist das Schienenfahrzeug eine aerodynamische Verkleidung auf, die das Drehgestell seitlich umschließt, kann diese eng an der Fahrzeugkontur folgen und bietet ausreichend Freiraum für die Freigängigkeit des innengelagerten Drehgestells hinter der Verkleidung.
Die Fahrzeugbreite des Schienenfahrzeugs liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2700 bis 3300 mm.
Ferner kann in Ausgestaltung des Schienenfahrzeugs vorgesehen sein, dass das zumindest eine innengelagerte Drehgestell dazu ausgebildet ist, ein Wankmoment des Wagenkastens des Doppelstockwagens von mehr als 100.000 kg*m abzustützen, besonders bevorzugt zwischen 100.000 und 120.000kg. In diesem Fall ist das Schienenfahrzeug vorzugsweise ein Commuterzug oder ein Regionalzug.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das zumindest eine innengelagerte Drehgestell dazu ausgebildet ist, ein Wankmoment des Wagenkastens des Doppelstockwagens das Schienenfahrzeug ein Wankmoment vorzugsweise über 80.000kg*m, besonders bevorzugt zwischen 80.000kg*m und 100.000kg*m liegt. Das Schienenfahrzeug ist in diesem Fall vorzugsweise als Hochgeschwindigkeitszug oder als Intercityzug ausgebildet.
Das Wankmoment ist eines Doppelstockwagens ist dabei wie folgt definiert: $M_{Wank} = m_{WK,a} * h_{WK,a}$
Dabei sind die Größen wie folgt definiert:

M_Wank: Wankmoment (charakteristische Größe für die Drehgestellauslegung)
m_WK,a: Masse des endmontierten Wagenkastens des Doppelstockwagens inklusive aller Komponenten, aber ohne Drehgestelle (Fahrwerke)
h_WK,a: Schwerpunktshöhe relativ zur Schienenoberkante des endmontierten Wagenkastens (inklusive aller Komponenten, aber ohne Fahrwerke)

Diese Werte beziehen sich vorzugsweise auf eine außergewöhnliche Zuladung gemäß Fahrzeugauslegung. Diese außergewöhnliche Zuladung ist nach EN 15663 definiert.
In der Vergangenheit wurde bei Schienenfahrzeugen zur Personenbeförderung mit innengelagerten Drehgestellen das Wankmoment durch Vorsehen eines tiefen Schwerpunkts und entsprechend Wankmomente deutlich unterhalb von 100.000 kg*m gehalten.
Um das bauartbedingt schlechtere Wankverhalten eines Doppelstockwagens zu kompensieren, kann das innengelagerte Drehgestell gemäß der Erfindung steife Federelemente, insbesondere steife Primärfedern aufweisen. Die Primärfedern sind dabei steifer ausgebildet, als in anderen Zugkonzepten mit außengelagerten Drehgestellen üblich.
In vorteilhafter Weiterbildung kann ferner vorgesehen sein, dass die primäre Wanksteifigkeit des zumindest einen innengelagerten Drehgestells bei 2,2*e^6 Nm/rad liegt. Das Schienenfahrzeug ist in diesem Fall vorzugsweise als Hochgeschwindigkeitszug oder als Intercityzug ausgebildet.
In Ausgestaltung des Schienenfahrzeugs kann vorgesehen sein, dass eine Primärfederung des innengelagerten Drehgestells eine Federsteifigkeit von 2 bis 8 kN/mm, vorzugsweise von 3,5 bis 7kN/mm, besonders bevorzugt 5,5kN/mm bis 6,5kN/mm aufweist, wobei die Stützweite der Primärfedern vorzugsweise zwischen 0,9m und 1,3m, ferner vorzugsweise zwischen 1m und 1,2m liegt.
In der Vergangenheit haben bisherige Doppelstockwagen mit außengelagerten Drehgestellen weiche Primärfederungen mit einer Steifigkeit von etwa 1kN/mm und entsprechend langen Federwegen aufgewiesen.
Die Primärfederung kann Gummi-Primärfedern und/oder Schraubenfedern aufweisen.
Sekundärfedern haben keinen entscheidenden Einfluss auf das Wankverhalten, da diese üblicherweise pneumatische Sekundärfedern sind, die miteinander pneumatisch verbunden sind, sodass keine nennenswerte rechts-links Differenz der Sekundärfederkräfte vorhanden ist.
Ferner kann in Ausgestaltung des Schienenfahrzeugs vorgesehen sein, dass das Schienenfahrzeug eine zwischen dem Wagenkasten und dem zumindest einen dem innengelagerten Drehgestell des Doppelstockwagens angeordnete Wankstütze aufweist mit einem Wankstab, der eine Torsionssteifigkeit in einem Bereich von 10 bis 50 kNm/rad, vorzugsweise in einem Bereich von 15 bis 35 Nm/rad, aufweist und/oder die Länge des Wankstabs zwischen 1,9 m und 2,4 m beträgt.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert werden.
Es zeigt:

1 in einer schematischen Querschnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug mit einem innengelagerten Drehgestell gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 in einer schematischen Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug mit einem innengelagerten Drehgestell gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 in einer schematischen Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug mit einem innengelagerten Drehgestell gemäß einer dritten Ausführungsform; und
4 in einer schematischen Längsschnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug mit einem innengelagerten Drehgestell gemäß einer vierten Ausführungsform.

1 zeigt in einer schematischen Querschnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug 1 mit einem innengelagerten Drehgestell 100 gemäß einer ersten Ausführungsform.
Bei dem Schienenfahrzeug 1 handelt es sich um ein Schienenfahrzeug 1 zur Personenbeförderung, wobei das Schienenfahrzeug 1 zumindest einen Doppelstockwagen 10 umfasst. Wie in 1 ersichtlich weist der Doppelstockwagen 10 einen Wagenkasten 200 mit einem Doppelstockbereich 12 mit zwei übereinanderliegenden Ebenen 202, 204 auf, auf welchen Sitze 210 angeordnet sind. Das in 1 dargestellte Schienenfahrzeug weist eine erste Ebene 202, und eine zweite Ebene 204 auf, wobei die erste Ebene 202 oberhalb der zweiten Ebene 204 angeordnet ist.
Der Doppelstockwagen 10 weist ferner zumindest ein innengelagertes Drehgestell 100 auf. Das innengelagerte Drehgestell 100 weist zumindest einen Drehgestellrahmen 105 auf und zumindest zwei Radsätze 120. An dem Drehgestellrahmen 105 ist für jeden Radsatz 120 eine Radsatzlagerung 107 angeordnet. Das innengelagerte Drehgestell 100 weist ferner eine Primärfederung 130 auf. Die Primärfedern der Primärfederung 130 sind jeweils im Kraftfluss zwischen dem Radsatz 120 und dem Drehgestellrahmen 105 angeordnet. Das Drehgestell 100 umfasst ferner eine Sekundärfederung 150, die im Kraftfluss zwischen dem Drehgestellrahmen 105 und dem Wagenkasten 200 angeordnet ist.
Weiterhin weist das Schienenfahrzeug 1 Wankstützen 140 auf. Die Wankstützen 140 sind mit dem Drehgestellrahmen 105 und mit dem Wagenkasten 200 verbunden und dazu ausgebildet Wankmomente des Wagenkastens 200 am Drehgestell 100 abzustützen.
An einer Radaußenseite R_A des zumindest einen innengelagerten Drehgestells 100 weist das Schienenfahrzeug 1 einen Bereich auf, in dem zusätzlicher Bauraum ausgebildet ist. In diesem Bereich ist bspw. die Wankstütze 140 angeordnet, wie in 1 erkennbar.
Die Primärfedern 130 sind auf der linken Seite und auf der rechten Seite einer Mittellängsachse des Drehgestells 100 angeordnet.
Die Stützweite P der Primärfedern 130 beträgt vorzugsweise zwischen 0,9m und 1,3m, ferner vorzugsweise zwischen 1m und 1,2m.
Das zumindest eine Drehgestell 100 ist derart mit dem innengelagerten Drehgestellrahmen 105 ausgestattet, dass in Querrichtung des Schienenfahrzeugs 1 die Räder 122 des Radsatzes 120 weiter außen angeordnet sind als der Längsträger des Drehgestellrahmens 105.
Die Primärfederung 130 des innengelagerten Drehgestells 100 weist eine Federsteifigkeit von 2 bis 8 kN/mm auf.
Die Federsteifigkeit ist dabei die quasistatische Federsteifigkeit der Primärfeder 130 bei Leermasse des Doppelstockwagens 10. Bei den Primärfedern 130 handelt es sich, wie in 1 erkennbar, um vertikal angeordnete Primärfedern 130. Die Primärfedern 130 sind vorzugsweise als Schraubenfedern ausgebildet.
2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug 1 mit zumindest einem innengelagerten Drehgestell 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform basiert auf der ersten Ausführungsform und nachfolgend sind im Wesentlichen die Unterschiede zwischen der zweiten Ausführungsform und ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie in der 2 zu erkennen ist, weist das Schienenfahrzeug 1 zumindest einen Doppelstockwagen 10 auf. Vorliegend sind vier Doppelstockwagen 10 des Schienenfahrzeugs 1 dargestellt, wobei die Endwagen des Schienenfahrzeugs 1 nicht dargestellt sind. Die Anzahl der Doppelstockwagen ist nicht auf die Anzahl vier beschränkt und es kann auch jede andere sinnvolle Anzahl gewährt werden.
Jeder der Doppelstockwagen 10 weist einen Doppelstockbereich 12 auf und einen Eingangsbereich 14, der an den Doppelstockbereich 14 angrenzt.
Jeder der Doppelstockwagen 10 weist zumindest ein innengelagertes Drehgestell 100 auf, das als Jakobs-Drehgestelle ausgebildet. Auf einem einzelnen Jakobs-Drehgestell stützen sich jeweils die zwei benachbarte Doppelstockwagen 10 ab.
Das Schienenfahrzeug gemäß 2 weist dabei an einen Endwagen (nicht dargestellt) benachbarte Doppelstockwagen 10 (in 2 der linke und der rechte Wagen) auf, die lediglich auf einem Jakobs-Drehgestell gelagert sind und ferner ein weiteres innengelagertes Drehgestell 100 aufweisen, das nur diesen Doppelstockwagen 10 trägt.
Weiterhin weist das zumindest eine innengelagerte Drehgestell 100 eine Drehgestellmitte 110 auf. Die Drehgestellmitte 110 kann bspw. durch einen Drehzapfen ausgebildet sein.
Der Drehgestellmittenabstand D zwischen den jeweiligen Drehgestellmitten 110 zweier benachbarter Drehgestelle 100 beträgt mehr als 17,5m, vorzugsweise mehr als 18,5, insbesondere mehr als 19m. Besonders bevorzugt liegt der Drehgestellmittenabstand D in einem Bereich von 19m bis 20m.
Der zumindest eine Doppelstockwagen 10 weist bevorzugt einen Doppelstockbereich 12 mit einer Länge von mehr als 14m auf.
Wie in 2 dargestellt weist das Schienenfahrzeug zumindest eine aerodynamische Verkleidung 18 auf, die das zumindest eine innengelagerte Drehgestell 100 seitlich umschließt und der Fahrzeugkontur des Schienenfahrzeugs 1 folgend ausgebildet ist. Gemäß 2 weist jedes der innengelagerte Drehgestelle 100 eine aerodynamische Verkleidung 18 auf.
An einer Radaußenseite R_A (vgl. 1) des zumindest einen innengelagerten Drehgestells 100 weist das Schienenfahrzeug 1 einen Bereich auf, in dem zusätzlicher Bauraum ausgebildet ist. In diesem Bereich ist einerseits die Wankstütze 140 angeordnet. In diesem Bereich können aber auch andere tragende Strukturen des Doppelstockwagens 10, insbesondere des Wagenkastens 200 des Doppelstockwagens 10, oder Bauteile einer Fahrzeugtürbaugruppe 16, insbesondere die Trittstufe, angeordnet sein.
3 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug mit zumindest einem innengelagerten Drehgestell 10 gemäß einer dritten Ausführungsform. Die dritte Ausführungsform basiert auf der ersten Ausführungsform und nachfolgend sind im Wesentlichen die Unterschiede zwischen der dritten Ausführungsform und ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie in der 3 zu erkennen ist, weist das Schienenfahrzeug 1 zumindest einen Doppelstockwagen 10 auf. Vorliegend sind drei Doppelstockwagen 10 des Schienenfahrzeugs 1 dargestellt, wobei die Endwagen des Schienenfahrzeugs 1 nicht dargestellt sind. Die Anzahl der Doppelstockwagen ist nicht auf die Anzahl drei beschränkt und es kann auch jede andere sinnvolle Anzahl gewährt werden.
Jeder der Doppelstockwagen 10 weist einen Doppelstockbereich 12 auf und zwei Eingangsbereiche 14, die an den Doppelstockbereich 14 angrenzen. Die Eingangsbereiche 14 sind jeweils an den Enden der Doppelstockwagen 10 angeordnet und grenzen aneinander an.
Jeder der Doppelstockwagen 10 ist als Einzelwagen ausgebildet und weist zwei Drehgestelle 100 auf. Die innengelagerten Drehgestelle 100 sind derart angeordnet, dass diese jeweils nur einen einzelnen Doppelstockwagen 10 tragen. Die innengelagerten Drehgestelle 100 gemäß 3 sind nicht als Jakobs-Drehgestelle ausgebildet.
Weiterhin weist das zumindest eine innengelagerte Drehgestell 100 eine Drehgestellmitte 110 auf. Die Drehgestellmitte 110 kann bspw. durch einen Drehzapfen ausgebildet sein.
Der Drehgestellmittenabstand D zwischen den jeweiligen Drehgestellmitten 110 zweier benachbarter Drehgestelle 100 eines Doppelstockwagens, der hier als Einzelwagen ausgebildet ist, beträgt mehr als 17,5m, vorzugsweise mehr als 18,5, insbesondere mehr als 19m. Besonders bevorzugt liegt der Drehgestellmittenabstand D in einem Bereich von 19m bis 20m.
Der zumindest eine Doppelstockwagen 10 weist bevorzugt einen Doppelstockbereich 12 mit einer Länge von mehr als 14m auf.
An einer Radaußenseite R_A (vgl. 1) des zumindest einen innengelagerten Drehgestells 100 weist das Schienenfahrzeug 1 einen Bereich auf, in dem zusätzlicher Bauraum ausgebildet ist. In diesem Bereich ist einerseits die Wankstütze 140 angeordnet. In diesem Bereich können tragende Strukturen des Doppelstockwagens 10, insbesondere des Wagenkastens 200 des Doppelstockwagens 10, oder Bauteile einer Fahrzeugtürbaugruppe 16 angeordnet sein.
4 zeigt in einer schematischen Längsschnittdarstellung einen Doppelstockwagen 10 eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs 1 gemäß einer vierten Ausführungsform. Die vierte Ausführungsform basiert auf der ersten Ausführungsform und nachfolgend sind im Wesentlichen die Unterschiede zwischen der vierten Ausführungsform und ersten Ausführungsform beschrieben.
Die Anzahl der Doppelstockwagen 10 ist nicht auf den einen gezeigten Doppelstockwagen 10 beschränkt und es kann auch jede sinnvolle Anzahl gewährt werden.
Wie in der 4 zu erkennen ist, weist das Schienenfahrzeug 1 einen Doppelstockwagen 10 auf, der detailliert dargestellt ist. Der Doppelstockwagen 10 weist einen Doppelstockbereich 12 auf und zwei Eingangsbereiche 14, die an den Doppelstockbereich 12 angrenzen. Weiterhin grenzen die Eingangsbereiche 14 jeweils an einen Wagenendbereich an. Die Eingangsbereiche 14 sind jeweils oberhalb der Drehgestelle 100 angeordnet. Der Doppelstockwagen 10 ist als Einzelwagen ausgebildet und weist zwei innengelagerte Drehgestelle 100 auf. Die innengelagerten Drehgestelle 100 sind derart angeordnet, dass diese jeweils nur einen einzelnen Doppelstockwagen 10 tragen. Die innengelagerten Drehgestelle 100 gemäß 4 sind nicht als Jakobs-Drehgestelle ausgebildet.
Weiterhin weist das zumindest eine innengelagerte Drehgestell 100 eine Drehgestellmitte 110 auf. Die Drehgestellmitte 110 kann bspw. durch einen Drehzapfen ausgebildet sein.
Der Drehgestellmittenabstand D zwischen den jeweiligen Drehgestellmitten 110 zweier benachbarter Drehgestelle 100 eines Doppelstockwagens, der hier als Einzelwagen ausgebildet ist, beträgt mehr als 17,5m, vorzugsweise mehr als 18,5, insbesondere mehr als 19m. Besonders bevorzugt liegt der Drehgestellmittenabstand D in einem Bereich von 19m bis 20m.
Der zumindest eine Doppelstockwagen 10 weist bevorzugt einen Doppelstockbereich 12 mit einer Länge von mehr als 14m auf.
Gemäß allen vier Ausführungsformen ist ferner vorgesehen, dass das zumindest eine Drehgestell 100 zumindest zwei, vorzugsweise genau zwei, Radsätze 120 aufweist und der Radsatzabstand A des zumindest einen Drehgestells 100 kleiner als 3,1m ist, vorzugsweise in einem Bereich von 2,3m bis 3,1m liegt.
Ferner ist für alle vier Ausführungsformen ferner vorgesehen, dass das zumindest eine innengelagerte Drehgestell 100 dazu ausgebildet ist, ein Wankmoment des Wagenkastens 200 des Doppelstockwagens 10 von mehr als 100.000 kg*m zu kompensieren, besonders bevorzugt zwischen 100.000 und 120.000kg. In diesem Fall ist das Schienenfahrzeug 1 vorzugsweise ein Commuterzug oder ein Regionalzug.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest eine innengelagerte Drehgestell 100 dazu ausgebildet ist, ein Wankmoment des Wagenkastens 200 des Doppelstockwagens 10 von vorzugsweise über 80.000kg*m, besonders bevorzugt zwischen 80.000kg*m und 100.000kg*m, zu kompensieren. Das Schienenfahrzeug 1 ist in diesem Fall vorzugsweise als Hochgeschwindigkeitszug oder als Intercityzug ausgebildet.
Weiterhin ist für alle vier Ausführungsformen ferner vorgesehen, dass die Primärfederung 130 des innengelagerten Drehgestells 100 eine Federsteifigkeit von 2 bis 8 kN/mm aufweist, wobei die Stützweite der Primärfedern P (vgl. 1) vorzugsweise zwischen 0,9m und 1,3m, ferner vorzugsweise zwischen 1m und 1,2m liegt.
Weiterhin ist gemäß jeder der vier Ausführungsformen vorgesehen, dass das Schienenfahrzeug 1 eine zwischen dem Wagenkasten 200 und dem zumindest einen dem innengelagerten Drehgestell 100 des Doppelstockwagens 10 angeordnete Wankstütze 140 aufweist mit einem Wankstab, der eine Torsionssteifigkeit in einem Bereich von 10 bis 50 kNm/rad, vorzugsweise in einem Bereich von 15 bis 35 Nm/rad, aufweist und/oder die Länge des Wankstabs zwischen 1,9 m und 2,4 m beträgt.
Weiterhin ist gemäß jeder der vier Ausführungsformen vorgesehen, dass an einer Radaußenseite RA des zumindest einen innengelagerten Drehgestells 100 das Schienenfahrzeug 1 einen Bereich auf, in dem zusätzlicher Bauraum ausgebildet ist. Dies ist in 1 veranschaulicht, gilt jedoch für alle Ausführungsformen.

Claims

Schienenfahrzeug (1) zur Personenbeförderung, wobei das Schienenfahrzeug (1) zumindest einen Doppelstockwagen (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelstockwagen (10) zumindest ein innengelagertes Drehgestell (100) aufweist.
Schienenfahrzeug (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Drehgestell (100) zumindest zwei Radsätze (120) aufweist und der Radsatzabstand (A) des zumindest einen Drehgestells (100) kleiner als 3,1m ist, vorzugsweise in einem Bereich von 2,3m bis 3,1m liegt.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine innengelagerte Drehgestell (100) als Jakobs-Drehgestell ausgebildet ist.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine innengelagerte Drehgestell (100) als an einem Doppelstockwagenende angeordnetes Drehgestell (100) ausgebildet ist.
Schienenfahrzeug (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zumindest einen Doppelstockwagen (10) über dem zumindest einen innengelagerten Drehgestell (100) ein Einstiegsbereich (14) ausgebildet ist.
Schienenfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine innengelagerte Drehgestell (100) eine Drehgestellmitte (110) aufweist, wobei der Drehgestellmittenabstand (D) zwischen der Drehgestellmitte (110) zweier benachbarter innengelagerter Drehgestelle (100) eines Doppelstockwagens (10) mehr als 17,5m, vorzugsweise mehr als 18,5, insbesondere mehr als 19m, beträgt und besonders bevorzugt der Drehgestellmittenabstand (D) in einem Bereich von 19m bis 20m liegt.
Schienenfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Doppelstockwagen (10) einen Doppelstockbereich (12) mit einer Länge von mehr als 14m aufweist.
Schienenfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Radaußenseite (R_A) des zumindest einen innengelagerten Drehgestells (100) das Schienenfahrzeug (1) einen verfügbaren Bauraum zur Unterbringung von tragenden Strukturen des Doppelstockwagens (10), insbesondere des Wagenkastens (200) des Doppelstockwagens (10), oder Bauteilen einer Fahrzeugtürbaugruppe (16) aufweist.
Schienenfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug (1) zumindest eine aerodynamische Verkleidung (18) aufweist, die das zumindest eine innengelagerte Drehgestell (100) seitlich umschließt und der Fahrzeugkontur des Schienenfahrzeugs (1) folgend ausgebildet ist.
Schienenfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine innengelagerte Drehgestell (100) dazu ausgebildet ist, ein Wankmoment des Wagenkastens (200) des Doppelstockwagens (10) von mehr als 100.000 kg*m, vorzugsweise von 100.000kg*m bis 120.000 abzustützen, wobei das Schienenfahrzeug (1) vorzugsweise als Communterzug oder als Regionalzug ausgebildet ist.
Schienenfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine innengelagerte Drehgestell (100) dazu ausgebildet ist, ein Wankmoment des Wagenkastens (200) des Doppelstockwagens (10) von mehr als 80.000 kg*m, vorzugsweise von 80.000kg*m bis 100.000 abzustützen, wobei das Schienenfahrzeug (1) vorzugsweise als Hochgeschwindigkeitszug oder als Intercityzug ausgebildet ist
Schienenfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Primärfederung (130) des innengelagerten Drehgestells (100) eine Federsteifigkeit von 2 bis 8 kN/mm aufweist, wobei die Stützweite der Primärfedern (P) vorzugsweise zwischen 0,9m und 1,3m, ferner vorzugsweise zwischen 1m und 1,2m liegt.
Schienenfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug (1) eine zwischen dem Wagenkasten (200) und dem zumindest einen dem innengelagerten Drehgestell (100) des Doppelstockwagens (10) angeordnete Wankstütze (140) aufweist mit einem Wankstab, der eine Torsionssteifigkeit in einem Bereich von 10 bis 50 kNm/rad, vorzugsweise in einem Bereich von 15 bis 35 Nm/rad, aufweist und/oder die Länge des Wankstabs zwischen 1,9 m und 2,4 m beträgt.