DE19742903A1

DE19742903A1 - Rail vehicle with transversely movable wheel sets

Info

Publication number: DE19742903A1
Application number: DE1997142903
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Woehlert
Original assignee: ABB Daimler Benz Transportation Schweiz AG; ABB Daimler Benz Transportation Technology GmbH
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 1999-04-01

Abstract

The rail vehicle is made so that the mobility of the wheel sets (A-C) can be influenced by rate of travel and/or side acceleration, so that at low speed or side acceleration, the transverse mobility is fully possible, whereas at higher speed or side acceleration, it is reduced or prevented. A hydraulic cylinder (7) with connected cavities, filled with fluid (10), is fixed to the frame (8). The piston is connected to the engine bearing (4).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug mit querverschieblichen Rad sätzen gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 und kann beispielsweise bei Starrahmenlokomotiven verwendet werden.The invention relates to a rail vehicle with a displaceable wheel sentences according to the preambles of claims 1 and 2 and can for example be used with rigid frame locomotives.

Starrahmenlokomotiven werden hauptsächlich für Rangierdienste eingesetzt. Ihr Geschwindigkeitspotential ist entsprechend niedrig, es wird jedoch eine gute Kur vengängigkeit verlangt. Demgemäß sind diese Lokomotiven mit einer einstufigen Federung ausgerüstet. Diese Radsatzfederung wirkt hauptsächlich vertikal und führt die Radsätze gleichzeitig in Querrichtung, wodurch sich eine Querbeweglichkeit der Radsätze ergibt.Rigid locomotives are mainly used for shunting services. you Speed potential is correspondingly low, but it will be a good cure flexibility required. Accordingly, these locomotives are single-stage Suspension equipped. This suspension mainly acts vertically and leads the wheelsets at the same time in the transverse direction, resulting in a transverse mobility of the Results in wheel sets.

Diese durch die Radsatzfedern ermöglichte Querbeweglichkeit erleichtert die Kur vengängigkeit, führt allerdings bei höheren Geschwindigkeiten zu einem instabilen Fahrzeuglauf. Bei höheren Geschwindigkeiten wird eher eine starre Radsatzquer führung benötigt.This transverse mobility made possible by the wheelset springs makes the cure easier agility, but leads to an unstable at higher speeds Vehicle running. At higher speeds, a rigid wheelset cross is more likely leadership needed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schienenfahrzeug mit querverschieb lichen Radsätzen anzugeben, das im unteren Geschwindigkeitsbereich eine gute Kurvengängigkeit und im oberen Geschwindigkeitsbereich einen stabilen Fahrzeug lauf aufweist. The invention is based on the object, a rail vehicle with transverse displacement Lichen wheelsets to indicate that a good in the lower speed range Cornering and a stable vehicle in the upper speed range has run.

Diese Aufgabe wird für ein Schienenfahrzeug mit Starrahmen in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des An spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is used for a rail vehicle with a rigid frame in conjunction with the Features of the preamble according to the invention by the in the characteristics of the An solved 1 specified characteristics.

Diese Aufgabe wird für ein Schienenfahrzeug mit Drehgestellen in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 2 angegebenen Merkmale gelöst.This task is related to a rail vehicle with bogies the features of the preamble according to the invention by the in the characteristics of Features specified claim 2 solved.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß auf einfache Art und Weise im unteren Geschwindigkeitsbereich eine "weiche" und im oberen Geschwindigkeitsbereich eine "harte" Radsatzquerführung realisiert wird. Vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch zusammen mit einer Ra dialsteuerung der Radsätze arbeiten.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that simple way in the lower speed range a "soft" and in a "hard" wheelset transverse guidance is realized in the upper speed range. The device according to the invention can also advantageously be used together with an Ra dial control of the wheel sets work.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the embodiment shown in the drawing Examples explained. Show it:

Fig. 1 eine Starrahmenlokomotive mit drei Radsätzen im waagrechten Schnitt, Fig. 1 is a rigid frame locomotive with three sets of wheels in the horizontal section,

Fig. 2 einen Radsatz einer Lokomotive mit Drehgestellen, Fig. 2 shows a wheel of a locomotive with bogies,

Fig. 3 eine vereinfachte Ausführungsvariante, Fig. 3 is a simplified variant embodiment,

Fig. 4 die Ausführung bei einem nicht angetriebenen Starrahmen-Schienenfahr zeug, Fig. 4 shows the embodiment in generating a non-driven rigid frame rail vehicles,

Fig. 5 die Ausführung bei einem nicht angetriebenen Drehgestell-Schienenfahr zeug. Fig. 5 the execution of a non-powered bogie rail driving tool.

In Fig. 1 ist eine Starrahmenlokomotive mit drei Radsätzen im waagrechten Schnitt dargestellt. Es sind drei querverschiebliche Radsätze A, B, C zu erkennen, welche jeweils eine mit zwei Rädern 2 verbundene und mittels eines Fahrmotors 3 angetrie bene Radsatzwelle 1 aufweisen. Die Fahrmotorenlagerung, insbesondere Tatzlage rung, ist mit Ziffer 4 bezeichnet. Die Lagerung jeder Radsatzwelle 1 erfolgt über zwei Radsatzlagerungen 5, welche jeweils über Radsatzfedern 6 mit dem Rahmen 8 des Starrahmen-Schienenfahrzeuges verbunden sind. Dabei ist nur die für die Querver schieblichkeit interessante Kraftkomponente in Querrichtung dargestellt.In Fig. 1, a star frame locomotive with three wheelsets is shown in a horizontal section. There are three transversely displaceable wheel sets A, B, C, each of which has a wheel set shaft 1 connected to two wheels 2 and driven by a drive motor 3 . The traction motor mounting, in particular Tatzlage tion, is designated by number 4 . Each wheel set shaft 1 is supported by two wheel set bearings 5 , which are each connected to the frame 8 of the rigid frame rail vehicle via wheel set springs 6 . Only the interesting force component in the transverse direction is shown for the transverse displaceability.

Um die Querverschieblichkeit der Radsätze bzw. der Radsatzwellen 1 zu beeinflus sen, sind mit dem Rahmen 8 verbundene hydraulische Zylinder 7 vorgesehen. Die beweglichen Kolben 9 dieser hydraulischen Zylinder 7 sind an die Fahrmotorlage rungen 4 angeschlossen. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, kann der Kolben 9 parallel zur Querbewegung der Radsatzwelle 1 innerhalb des Zylinders 7 gleiten. Der Kol ben 9 teilt den Innenraum des Zylinders 7 in zwei Teilräume auf, wobei diese beiden Teilräume über mindestens eine Verbindungsleitung 15 innerhalb oder außerhalb des Zylinders miteinander verbunden sind. Die beiden Teilräume sowie die Verbin dungsleitung 15 sind vollständig mit einem inkompressiblen Medium 10, beispiels weise Hydrauliköl, gefüllt. Der freie Durchgangsquerschnitt der Verbindungsleitung 15 ist mit Hilfe eines Ventils 11 einstellbar. Die Einstellung des Ventils 11 bewirkt ein elektronisches Steuergerät 12.In order to influence the transverse displaceability of the wheel sets or the wheel set shafts 1 , hydraulic cylinders 7 connected to the frame 8 are provided. The movable pistons 9 of these hydraulic cylinders 7 are connected to the driving motor positions 4 . As can be seen in FIG. 1, the piston 9 can slide parallel to the transverse movement of the wheel set shaft 1 within the cylinder 7 . The Kol ben 9 divides the interior of the cylinder 7 into two subspaces, these two subspaces being connected to one another via at least one connecting line 15 inside or outside the cylinder. The two sub-rooms and the connec tion line 15 are completely filled with an incompressible medium 10 , for example hydraulic oil. The free passage cross section of the connecting line 15 can be adjusted with the aid of a valve 11 . The setting of the valve 11 effects an electronic control device 12 .

Wie an Hand der Fig. 1 erkennbar ist, muß sich der Kolben 9 bei einer Querbewe gung der Fahrmotorlagerung 4 und der Radsatzwelle 1 gegenüber dem Rahmen 8 - d. h. einer Relativbewegung zwischen Zylinder 7 und Kolben 9 - innerhalb des Zy linders 7 bewegen, was eine Vergrößerung des einen Teilraumes und eine Verklei nerung des anderen Teilraumes innerhalb des Zylinders zur Folge hat. Während einer solchen Veränderung der Teilräume muß ein Teil des inkompressiblen Medi ums 10 über die mindestens eine Verbindungsleitung 15 von einem Teilraum zum anderen gelangen. Die bei der Relativbewegung auf Grund der Kolbenbewegung auftretenden Kräfte überlagern sich den Rückstellkräften der Radsatzfedern 6. Wie schnell eine solche Veränderung der Teilräume und damit eine Querverschiebung bewirkt werden kann, ist von den auftretenden Kolbenkräften und damit vom Quer schnitt der Verbindungsleitung 15 bzw. von der Stellung des Ventils 11 abhängig.As can be seen from Fig. 1, the piston 9 must move at a Querbewe movement of the drive motor mounting 4 and the axle shaft 1 relative to the frame 8 - ie a relative movement between the cylinder 7 and piston 9 - within the Zy cylinder 7 , which a Enlargement of the one sub-space and a diminution of the other sub-space within the cylinder results. During such a change in the subspaces, part of the incompressible medium around 10 must pass from one subspace to the other via the at least one connecting line 15 . The forces occurring during the relative movement due to the piston movement are superimposed on the restoring forces of the wheelset springs 6 . How quickly such a change in the subspaces and thus a transverse displacement can be effected depends on the piston forces occurring and thus on the cross section of the connecting line 15 or on the position of the valve 11 .

Somit ist der Radsatzfederung eine Einrichtung parallel geschaltet, mit der die Cha rakteristik der Radsatz-Querführung den Erfordernissen der aktuellen Streckendaten oder dem aktuellen Geschwindigkeitsbereich oder den auftretenden Seitenbe schleunigungen angepaßt werden kann. Diese Anpassung erfolgt beispielsweise mittels des elektronischen Steuergerätes 12, dem die Streckendaten und/oder die Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeuges und/oder die momentane Seitenbe schleunigung eingangsseitig vorliegen und das die Einstellung des Ventils 11 ent sprechend dieser aktuellen Werte bewirkt. Hierdurch wird die Querbeweglichkeit der Radsätze gesteuert.Thus, the wheelset suspension is connected in parallel with which the characteristics of the wheelset lateral guidance can be adapted to the requirements of the current route data or the current speed range or the occurring lateral acceleration. This adaptation takes place, for example, by means of the electronic control unit 12 , which has the route data and / or the driving speed of the rail vehicle and / or the current lateral acceleration on the input side and which causes the setting of the valve 11 accordingly to these current values. This controls the transverse mobility of the wheel sets.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann dem Zylinder 7 mindestens ein Speicher 13 mit einem kompressiblen Medium 14, beispielsweise einem Gas, zuge ordnet werden, um damit das Niveau der Kolbenkräfte bei Querbewegungen mit ho hen Geschwindigkeiten zu begrenzen. Wie Fig. 1 zeigt, sind zwei derartige Speicher 13 vorgesehen und an die Verbindungsleitung 15 beidseitig des Ventils 11 ange schlossen. Diese zusätzliche Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Speicher 13 ist auch bei den in den weiteren Fig. 2 bis 5 beschriebenen Varianten vorteilhaft einsetzbar, jedoch nicht zwingend erforderlich.According to one embodiment of the invention, the cylinder 7 can be assigned at least one memory 13 with a compressible medium 14 , for example a gas, so as to limit the level of the piston forces during transverse movements at high speeds. As Fig. 1 shows two such memory 13 are provided, and to the connection line 15 on both sides of the valve is closed. 11 This additional design of the device according to the invention with memory 13 can also be used advantageously in the variants described in the further FIGS. 2 to 5, but is not absolutely necessary.

In Fig. 2 ist ein Radsatz einer Lokomotive mit Drehgestellen dargestellt. Dabei ist in Fig. 2 sowie in den weiteren Fig. 3 bis 5 aus Gründen der Vereinfachung lediglich ein Radsatz gezeigt. Die Ausführung entspricht der unter Fig. 1 erläuterten Ausfüh rungsform mit dem Unterschied, daß die Radsatzfedern 6 und der Zylinder 7 nicht am Rahmen 8, sondern am Rahmen 16 des Drehgestells angeschlossen sind.In FIG. 2 a wheel of a locomotive is shown with bogies. For reasons of simplification, only one wheel set is shown in FIG. 2 and in the further FIGS. 3 to 5. The design corresponds to the embodiment shown in FIG. 1, with the difference that the wheelset springs 6 and the cylinder 7 are not connected to the frame 8 but to the frame 16 of the bogie.

In Fig. 3 ist eine vereinfachte Ausführungsvariante dargestellt, wie sie sowohl für die Starrahmen-Lokomotive gemäß Fig. 1 als auch für die Drehgestell-Lokomotive ge mäß Fig. 2 als auch für die in den weiteren Fig. 4, 5 erläuterten Varianten verwendet werden kann. Bei dieser Ausführungsvariante wird auf das Ventil 11 und das Steu ergerät 12 verzichtet und die Anpassung an die aktuellen Streckendaten und/oder an die aktuelle Geschwindigkeit und/oder die aktuelle Seitenbeschleunigung erfolgt allein durch die natürliche Kennlinie der aus dem Zylinder 7, dem Kolben 9 und der mindestens einen Verbindungsleitung 15 gebildeten Einrichtung. Diese Einrichtung ermöglicht bei relativ langsamen Querverschiebungen (geringe Seitenbeschleuni gung), wie sie im unteren Geschwindigkeitsbereich auftreten, eine gute Querver schieblichkeit. Bei relativ schnellen Querverschiebungen (hohe Seitenbeschleuni gung), wie sie im oberen Geschwindigkeitsbereich auftreten, wird die Querver schieblichkeit jedoch erschwert oder verhindert.In Fig. 3, a simplified embodiment is shown, as they are used both for the star frame locomotive according to FIG. 1 and for the bogie locomotive according to FIG. 2 and for the variants explained in the further FIGS. 4, 5 can. In this embodiment variant, the valve 11 and the control device 12 are dispensed with and the adaptation to the current route data and / or to the current speed and / or the current lateral acceleration takes place solely through the natural characteristic curve of the cylinder 7 , the piston 9 and the device formed at least one connecting line 15 . This device enables good transverse displacement at relatively slow transverse displacements (low lateral acceleration), as occurs in the lower speed range. In the case of relatively fast transverse displacements (high lateral acceleration), such as occur in the upper speed range, the transverse displacement is made more difficult or prevented.

Fig. 4 zeigt die Ausführung bei einem nicht angetriebenen Starrahmen-Schienen fahrzeug. Im Vergleich zur Variante gemäß Fig. 1 entfallen der Fahrmotor 3 und die Fahrmotorlagerung 4. Um die Relativbewegungen zwischen Rahmen 8 und Rad satzwelle 1 zu erfassen, ist der Kolben 9 zweckmäßig an der querverschieblichen Komponente des Radsatzlagers 5 angeschlossen. Fig. 4 shows the execution of a non-driven rigid frame rails vehicle. In comparison to the variant according to FIG. 1, the drive motor 3 and the drive motor mounting 4 are omitted. In order to detect the relative movements between the frame 8 and the wheel set shaft 1 , the piston 9 is expediently connected to the transversely displaceable component of the wheel set bearing 5 .

Fig. 5 zeigt die Ausführung bei einem nicht angetriebenen Drehgestell-Schienen fahrzeug. Im Vergleich zur Variante gemäß Fig. 2 entfallen der Fahrmotor 3 und die Fahrmotorlagerung 4. Um die Relativbewegungen zwischen Rahmen 16 und Rad satzwelle 1 zu erfassen, ist der Kolben 9 an der querverschieblichen Komponente des Radsatzlagers 5 angeschlossen. Fig. 5 shows the design of a non-powered bogie rail vehicle. In comparison to the variant according to FIG. 2, the drive motor 3 and the drive motor mounting 4 are omitted. In order to detect the relative movements between the frame 16 and the gear set shaft 1 , the piston 9 is connected to the displaceable component of the gear set bearing 5 .

Claims

1. rigid frame rail vehicle with at least two transversely displaceable wheel sets, characterized in that the transverse displaceability of the wheel sets (A, B, C) can be influenced as a function of the driving speed and / or the lateral acceleration such that the transverse displaceability at low speed or lateral acceleration enables and is reduced or prevented at higher speed or lateral acceleration.

2. Rail vehicle with at least two bogies, each with a min at least two transversely movable wheel sets, characterized in that the cross Slidability of the wheel sets (A, B, C) depending on the driving speed and / or the lateral acceleration can be influenced such that the transverse displacement possible at low speed or lateral acceleration and at higher speed or lateral acceleration is reduced or prevented.

3. Rail vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that in a driven vehicle with an incompressible medium ( 10 ) GE filled hydraulic cylinder ( 7 ) on the frame ( 8 ) of the rigid frame vehicle or on the frame ( 16 ) of the bogie attached is, the piston ( 9 ) of the cylinder ( 7 ) is connected to the drive motor mounting ( 4 ) and the two subspaces separated by the piston within the cylinder are connected to one another via at least one connecting line ( 15 ).

4. Rail vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that in a non-driven vehicle with an incompressible medium ( 10 ) filled hydraulic cylinder ( 7 ) on the frame ( 8 ) of the rigid frame vehicle or on the frame ( 16 ) of the bogie attached is, wherein the piston ( 9 ) of the cylinder ( 7 ) is connected to a displaceable component of the wheel set bearing arrangement ( 5 ) and the two subspaces separated by the piston within the cylinder are connected to one another via at least one connecting line ( 15 ).

5. Rail vehicle according to claim 3 or 4, characterized in that in the at least one connecting line ( 15 ) a valve ( 11 ) is arranged, the sen patency depending on the driving speed and / or the sides acceleration can be influenced.

6. Rail vehicle according to one of claims 3 to 5, characterized in that the connecting line ( 15 ) is additionally connected to at least one, a compressible medium ( 14 ) containing memory ( 13 ).