DE19601337A1 - Arrangement to improve driving comfort - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbesserung des Fahrkomforts für Fahrgäste und Ladungen in Fahrzeugen, ins besondere Schienenfahrzeugen beim Überfahren von kurzwelligen oder sprungartigen Höhenlagefehlern der Schienenfahrflächen von Gleisen.The invention relates to an arrangement for improving the Driving comfort for passengers and loads in vehicles, ins special rail vehicles when driving over short-wave or sudden height errors of the rail surfaces of tracks.
Die vorgesehene Anordnung hält einerseits stoßartige Bean spruchungen mit hohen Beschleunigungen, wie sie beim Über fahren stufenartiger Hindernisse auftreten, von Ladungen und Fahrgästen fern und mildert andererseits die durch der artige Hindernisse unvermeidbaren Rückwirkungen des Rades auf die Fahrbahn.The proposed arrangement on the one hand holds jerky bean spells with high accelerations, such as when over drive step-like obstacles occur from loads and passengers far away and on the other hand mitigates the like obstacles inevitable repercussions of the wheel on the road.
Beide Ziele werden erreicht, wenn die Nasse des Rades und der mit dem Rad verbundenen Bauteile möglichst gering ist und wenn das Rad beim Überfahren eines Hindernisses möglichst leicht nach oben ausweichen kann, d. h. mit möglichst geringer bzw. möglichst gleichbleibender Federkraft einer weichen Federung auf die Fahrbahn gedrückt wird.Both goals are achieved when the wet of the wheel and the components connected to the wheel are as small as possible and if the wheel as possible when driving over an obstacle can easily move upwards, d. H. with as little as possible or as constant a spring force as possible of a soft one Suspension is pressed onto the road.
Die Weiterleitung der aus der Feder kommenden Stoßkraft nach oben reduziert sich, wenn die weiche Feder ihre Reak tionskraft am anderen, oberen Federende gegen eine möglichst große träge Nasse abgestützt. Die Trägheit bewirkt, daß kurzzeitig wirkende Kräfte ohne nennenswerte Beschleunigung der Masse und damit nahezu ohne ihre Bewegung aufgenommen werden. Derartige, weich bzw. niederfrequent abgestützte Zwischenmassen wirken bei einer zweifachen Hintereinander schaltung von Feder-Masse-Elementen als Sperrmassen bzw. in Verbindung mit der Feder als Sperrmassen-Schaltung.The transmission of the impact force coming from the spring upward is reduced when the soft feather reacts tion force at the other, upper spring end against one if possible large sluggish wet supported. The indolence causes short-term forces without significant acceleration of the crowd and thus almost without their movement will. Such, soft or low frequency based Intermediate measures work in a double row switching of spring-mass elements as blocking masses or in connection with the spring as a blocking mass circuit.
Es ist bekannt, daß Schienenfahrzeuge mit Drehgestellen im allgemeinen zwei Federstufen haben. Die Radsätze der Drehgestelle sind gegenüber dem Drehgestellrahmen durch die Primärfederung, der Drehgestellrahmen ist gegenüber dem Fahrzeugaufbau durch die Sekundärfederung abgefedert. Neuerdings werden zweistufige Federungen gelegentlich auch in Einzelfahrwerken verwendet.It is known that rail vehicles with bogies generally have two spring levels. The wheelsets of the Bogies are through to the bogie frame the primary suspension, the bogie frame is opposite cushioned the vehicle body by the secondary suspension. Recently, two-stage suspensions are also used occasionally used in single trolleys.
Alle bisherigen zweistufig gefederten Fahrwerke haben harte Primärfederungen, verhältnismäßig geringe Zwischenmassen und nur die Sekundärfederung wird komfortabel weich ausge führt. Kleine, hart an die Räder angekoppelte Zwischenmassen reduzieren von der Fahrbahn ausgehende Stöße kaum. Zudem sind die Rückwirkungen auf die Schiene nicht wesentlich gemildert.All previous two-stage suspension suspensions have hard Primary suspensions, relatively small intermediate masses and only the secondary suspension is comfortably soft leads. Small intermediate masses hard coupled to the wheels hardly reduce impacts from the road. In addition the repercussions on the rail are not significant mitigated.
Derartige Lösungen wurden und werden gewählt, weil weiche Federungen große Federwege zwischen leeren und beladenem Fahrzeug bedeuten. Große Einfederungen lassen sich nur mit sog. Niveauregulierungen ausgleichen. Letztere sind aufwendig und werden wenn möglich zu Lasten des Komforts und der Fahr bahnbeanspruchung vermieden.Such solutions were and are chosen because they are soft Suspension great travel between empty and loaded Mean vehicle. Large deflections can only be done with Compensate for so-called level regulations. The latter are expensive and, if possible, at the expense of comfort and driving strain on the train avoided.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, guten Fahrkomfort, geringe Beanspruchung der Fahrbahn und möglichst geringe Absenkung des Fahrzeugbaus zwischen leerem und beladenem Zustand zu erreichen.The invention has for its object good driving comfort, low stress on the road and as low as possible Lowering of vehicle construction between empty and loaded To achieve state.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zwischenmasse zwischen Rad und Fahrzeugaufbau mit einer weichen Primärfederung zwischen Rad und Fahrzeugaufbau angeordnet wird.The object is achieved in that the Intermediate mass between wheel and vehicle body with one soft primary suspension between the wheel and the vehicle body is arranged.
Dadurch wird erreicht, daß schnelle vertikale Bewegungen des Rades, wie sie beim Überfahren von Fahrbahnunebenheiten auftreten, gegen die weiche Primärfederung stattfinden können. Wegen der weichen Federung sind die Rückwirkungen auf die darüber befindliche Zwischenmasse gering. Da die Federkräfte einer weichen Federung beim Einfedern kaum zu nehmen und die geringfügige Krafterhöhung nur während des kurzen Ein- und Wiederausfederungs-Vorgangs andauert, wird die Zwischenmasse kaum in Bewegung gesetzt. Die Zwischen masse wirkt in Verbindung mit der weichen Primärfederung als Sperrmasse bzw. Sperrmassenschaltung für schnelle, hoch frequente Bewegungen.This ensures that rapid vertical movements of the wheel, such as when driving over uneven road surfaces occur against the soft primary suspension can. Because of the soft suspension, the repercussions low to the intermediate mass above. Since the Spring forces of a soft suspension when compressing hardly take and the slight increase in force only during the short compression and rebound process the intermediate mass hardly set in motion. The intermediate mass works in conjunction with the soft primary suspension as a blocking mass or blocking mass circuit for fast, high frequent movements.
Um unerwünschte Absenkungen des Fahrzeugaufbaus gegenüber der Schiene zwischen leerem und beladenem Fahrzeug zu ver meiden, ist eine Niveauregulierung erforderlich. Sie sorgt dafür, daß der Abstand Fahrzeugaufbau - Schiene bei allen Beladungszuständen gleich bleibt. Die Niveauregulierung kann mechanisch, elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder als Kombination dieser Prinzipe ausgeführt sein.To counter unwanted reductions in vehicle bodywork ver the rail between empty and loaded vehicle level regulation is necessary. She cares to ensure that the distance between the vehicle body and the rail for all Loading conditions remains the same. The level regulation can be mechanical, electrical, hydraulic, pneumatic or be implemented as a combination of these principles.
Die beschriebenen Sperrmassen-Schaltung ist besonders wirk sam, wenn sie in Zweifach-Anordnung hintereinander kaskaden förmig angewendet wird, d. h. wenn sowohl die Primär- als auch die Sekundärfederstufe der Sperrmasse mit je einer Niveauregulierung ausgestattet wird.The blocking mass circuit described is particularly effective sam if they cascade in a row in a double arrangement formally applied, d. H. if both the primary and also the secondary spring level of the blocking mass with one each Level control is equipped.
Die mit der Erfindung erzielbaren Fortschritte bestehen insbesondere darin, daß die Sperrmasse in Sperrmassen-Schal tung die von der Schiene in das Rad eingeleiteten schnellen stoßartigen Bewegungen abfängt und wenn überhaupt als stark verlangsamte und zeitverzögerte Bewegung an die Sekundärfe derung weitergibt. Da die weiche Sekundärfederung in gleicher Weise dem Fahrzeugaufbau von der zwischengeschalteten Sperr masse trennt, kommt nur ein Bruchteil der von der Schiene ausgehenden Störung als komfortreduzierende Beschleunigung im Fahrzeughauptteil an.The advances that can be achieved with the invention exist especially in the fact that the bulky material in the bulky scarf the fast ones introduced into the wheel by the rail intercepts jerky movements and if at all as strong slowed and delayed movement to the secondary focus passing on. Because the soft secondary suspension in the same Way the vehicle body from the intermediate lock separates mass, comes only a fraction of that from the rail outgoing disturbance as comfort-reducing acceleration in the vehicle body.
Von Vorteil ist ferner, daß die Sperrmassen-Schaltung mit weicher Primärfederung die Sperrmasse weitgehend von der Radmasse abkoppelt. Dadurch werden die Rückwirkungen des Rades auf die Schiene beim Überrollen von Unebenheiten stark reduziert, was zu geringeren dynamischen Rad/Schiene-Kräften führt. Hieraus resultieren wegen der geringeren Beanspruchung des Rad/Schiene-Kontaktes längere Haltbarkeit von Rädern und Schienen und mit ziemlicher Wahrscheinlichkeit auch ein geringerer Luft- und Körperschallpegel.It is also advantageous that the blocking mass circuit with softer primary suspension the blocking mass largely from the Decouples wheel mass. This will have the repercussions of Strong on the rail when rolling over bumps reduced, resulting in lower dynamic wheel / rail forces leads. This results because of the lower stress the wheel / rail contact longer durability of wheels and rails and most likely also a lower air and structure-borne noise level.
Das der Erfindung zugrundeliegende Verfahren und mögliche technische Ausführungen, mit denen das Verfahren reali sierbar ist, sind in den folgenden Beispielen näher be schrieben.The method underlying the invention and possible technical designs with which the process reali sizable are be in the following examples wrote.
Fig. 1 zeigt die Anordnung der Sperrmasse 2 zwischen Rad 1 und Fahrzeugaufbau 3 als Sperrmassen-Schaltung im Schema. Die Sperrmasse 2 ist zum Rad 1 durch die Primärfeder 4 und zum Fahrzeugaufbau 3 durch die Sekundärfeder 5 abgefedert. Wenn das Rad 1 über ein stufenförmiges Hindernis der Fahr bahn 6 rollt, wird der Stoß durch die weiche Primärfederung 4 abgefangen und die Sperrmasse 2 nur geringfügig beschleu nigt. Die Restbewegung der Sperrmasse 2 wird von der weichen Sekundärfederung 5 fast vollständig aufgenommen. Am Fahrzeug aufbau 3 kommt praktisch keine Beschleunigung mehr an. Parallel zur Primärfederung 4 sorgt die Primärfederregu lierung 7 dafür, daß bei einer Änderung der Beladung im Fahrzeugaufbau 3 die Sperrmasse 2 auf eine gleichbleibende Höhe zum Rad 1 eingestellt wird. Fig. 1 shows the arrangement of the blocking mass 2 between the wheel 1 and vehicle body 3 as a blocking mass circuit in the diagram. The locking mass 2 is cushioned to the wheel 1 by the primary spring 4 and to the vehicle body 3 by the secondary spring 5 . If the wheel 1 rolls over a step-shaped obstacle of the track 6 , the shock is intercepted by the soft primary suspension 4 and the blocking mass 2 is only slightly accelerated. The remaining movement of the barrier mass 2 is almost completely absorbed by the soft secondary suspension 5 . At the vehicle body 3 practically no acceleration arrives. Parallel to the primary suspension 4 , the primary spring regulation 7 ensures that when the load in the vehicle body 3 changes, the barrier mass 2 is set to a constant height for the wheel 1 .
Ebenso stellt bei einer Änderung der Beladung die Sekundär federregulierung 8 der Sekundärfederung 5 den Fahrzeugauf bau 3 auf konst. Abstand zur Sperrmasse 2 ein.Likewise, when the load changes, the secondary spring regulation 8 of the secondary suspension 5 adjusts the vehicle body 3 to a constant distance from the blocking mass 2 .
Fig. 2 zeigt die gleiche Anordnung des Rades 1, der Sperr masse 2, des Fahrzeugaufbaus 3, der Primärfeder 4 und der Sekundärfeder 5. Die Primärfederregulierung 7 ist wiederum zwischen Rad 1 und Sperrmasse 2 angeordnet. Die Sekundär federregulierung 8 ist bei der Anordnung jedoch zwischen Fahrzeugaufbau 3 und Rad 1 geschaltet. Fig. 2 shows the same arrangement of the wheel 1 , the locking mass 2 , the vehicle body 3 , the primary spring 4 and the secondary spring 5th The primary spring regulation 7 is in turn arranged between wheel 1 and blocking mass 2 . The secondary spring control 8 is connected in the arrangement between vehicle body 3 and wheel 1 .
Hierdurch wird erreicht, daß sich Ausfälle oder Fehlein stellungen der Primärfederung 4 oder der Primärfederregu lierung 7 nicht auf die Höhe des Fahrzeugaufbaus 3 gegen über dem Rad 1 auswirken.This ensures that failures or incorrect settings of the primary suspension 4 or the primary spring regulation 7 do not affect the height of the vehicle body 3 against the wheel 1 .
In Fig. 3 ist eine Sperrmassen-Schaltung mit ähnlicher Auswirkung wie in Fig. 2 dargestellt. Rad 1, Primärfeder ung 4, Sperrmasse 2, Sekundärfederung 5 und Fahrzeugauf bau 3 sind in Reihe geschaltet. Die Sekundärfederregulierung 8 ist zwischen Fahrzeugaufbau 3 und Sperrmasse 2, die Primärfederregulierung 7 dagegen zwischen Fahrzeugaufbau 3 und Rad 1 geschaltet. FIG. 3 shows a blocking mass circuit with an effect similar to that in FIG. 2. Wheel 1 , primary spring 4 , locking mass 2 , secondary suspension 5 and vehicle body 3 are connected in series. The secondary spring regulation 8 is connected between the vehicle body 3 and the blocking mass 2 , the primary spring regulation 7, however, is connected between the vehicle body 3 and the wheel 1 .
Hierdurch wird erreicht, daß sich Ausfälle oder Fehlein stellungen der Sekundärfederung 5 oder der Sekundärfederre gulierung 8 nicht auf die Höhe des Fahrzeugaufbaus 3 gegen über dem Rad 1 auswirken.This ensures that failures or incorrect settings of the secondary suspension 5 or the secondary suspension regulation 8 do not affect the height of the vehicle body 3 relative to the wheel 1 .
In Fig. 4 ist eine Sperrmassen-Schaltung schematisch wieder gegeben, die bei Ausfällen oder Fehleinstellungen der Primär federregulierung 7 oder der Sekundärfederung 5 einschließlich der Sekundärfederregulierung 8 die Höhe des Fahrzeugaufbaus 3 gegenüber dem Rad 1 konst. hält.In Fig. 4, a blocking mass circuit is shown schematically, which keeps the height of the vehicle body 3 relative to the wheel 1 constant in the event of failures or incorrect settings of the primary spring regulation 7 or the secondary suspension 5 including the secondary spring regulation 8 .
Zu diesem Zweck wird die Primärfederregulierung 7 über den Primärabgleich 9 angesteuert. Am Primärabgleich 9 wird einer seits die relative Höhe der Sperrmasse 2 gegenüber dem Rad 1 und andererseits die relative Höhe des Fahrzeugaufbaus 3 gegenüber der Sperrmasse 2 abgegriffen. Eine Änderung jeder der beiden Höhen bewirkt, daß die Primärfederregulierung 7 über die Primärfederung 4 die Höhenänderung ausgleicht. Analoges gilt für die Anlenkung der Sekundärfederregulie rung 8 mit dem Sekundärabgleich 10. Über den Sekundärab gleich 10 sind sowohl die Höhe des Fahrzeugaufbaus 3 rela tiv zur Sperrmasse 2 als auch die Höhe der Sperrmasse 2 relativ zum Rad 1 auf die Sekundärfederregulierung geschal tet. Eine Änderung jeder der beiden Höhen bewirkt, daß die Sekundärfederregulierung 8 über die Sekundärfederung 5 die Höhenänderung ausgleicht.For this purpose, the primary spring regulation 7 is controlled via the primary adjustment 9 . At the primary adjustment 9 , on the one hand, the relative height of the locking mass 2 with respect to the wheel 1 and, on the other hand, the relative height of the vehicle body 3 with respect to the locking mass 2 is tapped. A change in each of the two heights causes the primary spring regulation 7 to compensate for the change in height via the primary suspension 4 . The same applies to the articulation of the secondary spring regulation 8 with the secondary adjustment 10 . About the secondary 10 equal to both the height of the vehicle body 3 rela tive to the barrier mass 2 and the height of the barrier mass 2 relative to the wheel 1 scarfed on the secondary spring regulation. A change in each of the two heights causes the secondary spring regulation 8 to compensate for the change in height via the secondary suspension 5 .
In Fig. 5 und Fig. 6 sind Sperrmassen-Schaltungen darge stellt, bei denen jeweils nur der Primärabgleich 9 (Fig. 5) oder der Sekundärabgleich 10 (Fig. 6) angewendet sind. Diese Anordnung kann in bestimmten Fällen vorteilhaft sein.In FIG. 5 and FIG. 6, blocking mass circuits are shown, in which only the primary adjustment 9 ( FIG. 5) or the secondary adjustment 10 ( FIG. 6) are used. This arrangement can be advantageous in certain cases.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung, bei der nur die Sekundär federung 5 höhenregulierbar ist. Fig. 7 shows an arrangement in which only the secondary suspension 5 is height adjustable.
Die Sekundärfederregulierung 8 ist dabei zwischen Fahrzeugaufbau 3 und Rad 1 geschaltet. Sie sorgt dafür, daß sich weder die Einfederungen der Sekundärfederung 5 noch die Primärfederung 4 auf die relative Höhe des Fahrzeugaufbaus 3 gegenüber dem Rad 1 auswirken.The secondary spring control 8 is connected between the vehicle body 3 and wheel 1 . It ensures that neither the deflections of the secondary suspension 5 nor the primary suspension 4 affect the relative height of the vehicle body 3 with respect to the wheel 1 .
Die Anordnung der Fig. 8 zeigt eine ähnliche Anordnung. Höhenregulierbar ist nur die Primärfederung 4. In diesem Fall greift die Primärfederregulierung 7 die relative Höhe zwischen Fahrzeugaufbau 3 und Rad 1 ab und sorgt dafür, daß Einfederungen bei Beladungsänderung ausgeglichen werden.The arrangement of Fig. 8 shows a similar arrangement. Only the primary suspension 4 can be adjusted in height. In this case, the primary spring control 7 taps the relative height between the vehicle body 3 and wheel 1 and ensures that deflections are compensated for when the load changes.
BezugszeichenlisteReference list
1 - Rad
2 - Sperrmasse
3 - Fahrzeugaufbau
4 - Primärfeder
5 - Sekundärfeder
6 - Fahrbahn
7 - Primärfederregulierung
8 - Sekundärfederregulierung
9 - Primärabgleich
10 - Sekundärabgleich 1 - wheel
2 - bulk
3 - Vehicle body
4 - primary spring
5 - secondary spring
6 - lane
7 - Primary spring regulation
8 - Secondary spring regulation
9 - primary adjustment
10 - secondary adjustment
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ALSTOM LHB GMBH, 38239 SALZGITTER, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination |