DE3120105A1 - Street tram car with tilting body - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug zur Verwendung auf Schienen, das vorzugsweise mit Rädern ausgestattet ist und einen in Querrichtung schrägstellbaren Wagen oder Fahrzeugwagenkasten besitzt.The invention relates to a vehicle for use on rails, preferably equipped with wheels and has a trolley or vehicle body that can be tilted in the transverse direction.
Wenn auf Rädern laufende Schienenfahrzeuge im Bahngleis um eine Kurve herumgeführt werden, stellen
sich bekanntlich die Wagenkästen des Fahrzeuges zum Kurvenmittelpunkt hin schräg, wodurch die Bequemlichkeit
der in dem Wagen sitzenden Fahrgäste erhöht wird. Die Schrägstellung der Fahrzeugwagenkästen
wird ausgeführt, indem gleichzeitig ihre eine Seite angehoben und die andere Seite abgesenkt wird.
Bekanntlich werden die Fahrzeuge auch mit einer
Einrichtung für den Zweck versehen, die Achsen der Radanordnungen zum Kurvenmittelpunkt während des
Entlangfahrens der Kurve zu richten, wodurch die
Abnutzung von Rad und Schiene herabgesetzt wird.When rail vehicles running on wheels are guided around a curve in the railroad track, it is known that the car bodies of the vehicle are inclined towards the center of the curve, which increases the comfort of the passengers seated in the car. The inclination of the vehicle body is carried out by simultaneously raising one side and lowering the other side.
It is well known that the vehicles are also equipped with a
Means are provided for the purpose of directing the axes of the wheel assemblies towards the center of the curve during cornering, whereby the wear of the wheel and rail is reduced.
Bei Schienenfahrzeugen, z.B. für den Straßenverkehr, so bei Stadtbahnwagen, werden Anstrengungen
unternommen, eine niedrige Bauhöhe für den Boden des Fahrzeugs zu liefern. Dies führt zu einem kleinen
Raddurchmesser, und so ist es nicht möglich, die oben beschriebene Einrichtung zur Schrägstellung
und Ausrichtung der Radwelle zu verwenden, da die Höhe zwischen den Schienen und dem Boden nicht
ausreicht.In rail vehicles, for example for road traffic, such as light rail vehicles, efforts are being made to provide a low overall height for the floor of the vehicle. This results in a small wheel diameter, and so it is not possible to use the device described above for inclining and aligning the wheel shaft because the height between the rails and the ground is not
sufficient.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Schienenfahrzeug zu schaffen, das trotz niedri-The invention is therefore based on the object
to create a rail vehicle that, despite the low
O -1 ·"! r> ■·, η ίο ί .' ν i J J O -1 · "! R> ■ ·, η ίο ί. ' ν i JJ
ger Bauhöhe für das Durchfahren von Kurven schräggestellt werden kann. ger construction height can be tilted for driving through curves.
Bei dem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Wagenkasten des Fahrzeugs auf einer gegebenen mutieren iltthei oberhalb der Höhe der Schienen gehalten, und wenn der Wagenkasten schräggestellt wird, wird diese mittlere Höhe im wesentlichen für die zum Kurvenmittelpunkt hin zeigende Seite des Fahrzeugs beibehalten, während die andere Seite gehoben wird, hierdurch wird der Aufbau einfach, und > >:·> wird verb 1 ndorl,, dai3 ößv Wag,enkae1.ton unter diese mittlere Höhe absinkt, wenn der Fluiddruck auf die Schrägstelleinrichtung, die geeignet in Form hydraulischer Zylinder ausgebildet ist, aufhört.In the vehicle according to the present invention, the car body of the vehicle is kept at a given mutating iltthei above the level of the rails, and when the car body is inclined, this average height is maintained substantially for the side of the vehicle facing the center of the curve, while the the other side is raised, this makes the structure simple, and >>: ·> is verb 1 ndorl ,, dai3 ößv W ag, enkae 1 .ton falls below this mean level when the fluid pressure on the inclination device, which is suitable in the form of hydraulic Cylinder is formed, ceases.
Die Schrägstellung des Fahrzeugv/agenkastens kann fj,t-H\pjw\: 1n zwei Sehrlt.tf-n stattfindfm, ü&mlich über eine kleinere Schrägstellung des radtragenden Rahmens relativ zu den Schienen und eine größere Schrägstellung eines zwischen dem Fahrzeugwagenkasten und dem radtragenden Rahmen angeordneten Hilfsrahmens. Bei der Schrägstellung des radtragenden Rahmens relativ zu den Schienen gibt es gleichzeitig eine Verschiebung der Außenräder zueinander, wodurch die Radachsen gedreht werden, so daß sie im wesentlichen zum Kurvenmittelpunkt hin gerichtet sind. Auf diese Weise wird die Tendenz der Spurkränze dieser Räder vermieden, auf die Schienen hochzusteigen, und desgleichen werden die Begleitrisiken, das Entglei-The inclination of the vehicle box can take place fj, tH \ pjw \: 1n two times, usually via a smaller inclination of the wheel-bearing frame relative to the rails and a greater inclination of an auxiliary frame arranged between the vehicle body and the wheel-bearing frame. When the wheel-bearing frame is inclined relative to the rails, there is at the same time a displacement of the outer wheels with respect to one another, as a result of which the wheel axles are rotated so that they are essentially directed towards the center of the curve. In this way the tendency of the flanges of these wheels to climb onto the rails is avoided and the accompanying risks of derailment are also avoided.
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sen und eine erhöhte Abnutzung von Rad und Schiene, vermieden. Beim Durchfahren einer Kurve wird geeignet auf den Fahrzeugwagenkasten durch eine seitliche Kraft eingewirkt, um den Wagenkasten relativ zum Radrahmen vom Krümmungsmittelpunkt hinweg zu verschieben, wodurch die Bequemlichkeit der im Fahrzeug sitzenden Fahrgäste weiter verbessert wird.sen and increased wear and tear on the wheel and rail. When driving through a curve is suitable acted on the vehicle body by a lateral force to relative to the body of the car Shifting the wheel frame away from the center of curvature, increasing the convenience of being in the vehicle seated passengers is further improved.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:The invention is described below, for example, with reference to the drawing; in this show:
Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßenFig. 1 is a side view of the invention
Drehgestells,
Fig. 2 eine Draufsicht des Drehgestells von Fig.Bogie,
FIG. 2 is a plan view of the bogie of FIG.
1,1,
Fig. 3 eine Vorderansicht des in Fig. 1 und 2 gezeigten Drehgestells während der Fahrt längs eines geraden Gleises,Fig. 3 is a front view of the bogie shown in Figs. 1 and 2 while driving along a straight track,
Fig. 4 das in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Drehgestell während der Durchfahrt einer Kurve,4 shows the bogie shown in FIGS. 1 to 3 while driving through a curve,
Fig. 5 einen Teil des in Fig. 2 gezeigten Drehgestells während der Durchfahrt einer Kurve,5 shows a part of the bogie shown in FIG. 2 while driving through a curve,
Fig. 6 eine schematische Draufsicht, in der die Einstellung der vier Räder des Drehgestells dargestellt ist, während eine Kurve genommen wird,Fig. 6 is a schematic plan view in which the setting of the four wheels of the bogie is shown while a curve is being taken,
Fig. 7 einen Schnitt durch ein in dem Drehgestell von Fig. 1 eingebautes Rad,7 shows a section through a wheel installed in the bogie of FIG. 1,
Fig. 8 eine Seitenansicht eines dreiteiligen Fahrzeugs, von dem jeder Teil im Prinzip das in den Fig. 1 und 2 dargestellteFigure 8 is a side view of a three-part vehicle, each part of which in principle that shown in Figs
O ι Z. L i J JO ι Z. L i J J
Drehgestell enthält,Bogie contains,
Fig. 9 eine Seitenansicht eines zweiteiligen Fahrzeugs, das von drei Drehgestellen im Prinzip entsprechend den Fig. 1 und 2 geträgen wird,9 is a side view of a two-part vehicle supported by three bogies is carried in principle according to Figs. 1 and 2,
Fig. IO eine Seitenansicht eines Drehgestells mit vier Achsen,'von denen die beiden mittleren den in Fig. 1 und 2 gezeigten entsprechen und die beiden äußeren mit dem zentralen Drehgestell verbunden sind,10 shows a side view of a bogie with four axles, of which the two middle ones correspond to those shown in FIGS. 1 and 2 and the two outer ones with the central one Are connected to the bogie,
Fig. 11 eine Horizontalansicht des in Fig. 10 gezeigten Drehgestells,Fig. 11 is a horizontal view of the bogie shown in Fig. 10,
Fig. 12 eine Draufsicht eines Drehgestells entsprechend einem modifizierten Ausführungsbeispiel der Erfindung und12 is a plan view of a bogie according to a modified embodiment of the invention and
Fig. 13 einen Schnitt längs Linie XIII-XIII in Fig. 12.FIG. 13 shows a section along line XIII-XIII in FIG. 12.
Der in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Drehgestellrahmen 1 enthält vier Montagebefestigungen für vier jeweils mit einem Rad 4 verbundenen Schwenkarme 3* Jedes Rad 4 kann durch einen Motor 5 angetrieben und möglicherweise durch diesen abgebremst werden. Auf jeder Seite des Fahrgestells ist ein zylindrisches Element 6 am Rahmen 1 befestigt. In jedem zylindrischen Element 6 arbeiten zwei Kolben 7 in entgegengesetzten Richtungen, wobei die Menge des Druckmediums zwischen ihnen durch die Last auf dem Rad 4 bestimmt ist. Zwischen dem Rahmen 1 und den Schwenkarmen 3 sind Verbindungsglieder 8 vorgesehen, die in Fig. 2 von oben und in Fig. 3 und 4 von vorne ge-The bogie frame shown in Figures 1 to 5 1 contains four mounting brackets for four swivel arms 3 each connected to a wheel 4 * Each wheel 4 can be driven by a motor 5 and possibly braked by this. on a cylindrical element 6 is attached to the frame 1 on each side of the chassis. In every cylindrical Element 6, two pistons 7 work in opposite directions, with the amount of pressure medium between them is determined by the load on the wheel 4. Between the frame 1 and the swivel arms 3 connecting links 8 are provided which are shown from above in FIG. 2 and from the front in FIGS. 3 and 4.
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zeigt sind. Im folgenden wird die Aufgabe der Verbindungsglieder 8 beschrieben. Während das Fahrzeug eine Kurve durchfährt, wird zwischen die Kolben 7 auf der vom Krümmungsmittelpunkt fortweisenden Seite 9 des Drehgestells eine größere Menge des Druckmediums eingeführt, wobei die Kolben zwangsweise voneinander fortbewegt werden und die beiden Schwenkarme 3 auf dieser Seite so um die Montageelemente 2 gedreht werden, daß die Drehgestellseite 9 hochgehoben wird. Der Abstand 10 zwischen dem Rahmen 1 und den Wellen der Räder 4 wird hierdurch verringert, und die Verbindungsglieder 8 sind in die links in Fig. 4 dargestellte Position eingestellt, wodurch beide Räder 4 auf dieser Seite nach innen zum Rahmen 1 hin gezogen werden und eine Winkelstellung eingenommen haben, wie sie in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. In Fig. 6 sind die Drehgestellräder 4 auf einer Innenschiene 11 und auf einer Außenschiene 11" in einer Kurve dargestellt, wobei die Außenräder abgewinkelt sind, während die Innenräder davon unbeeinflußt bleiben.shows are. The function of the connecting links 8 will now be described. While the vehicle travels through a curve, is between the pistons 7 on the pointing away from the center of curvature Side 9 of the bogie introduced a larger amount of the pressure medium, with the piston forcibly are moved away from each other and the two pivot arms 3 on this side so around the mounting elements 2 are rotated that the bogie side 9 is lifted. The distance 10 between the frame 1 and the shafts of the wheels 4 is thereby reduced, and the connecting links 8 are in the left Set position shown in Fig. 4, whereby both wheels 4 on this side inwardly to the frame 1 and have assumed an angular position as shown in FIGS. 4 and 5 is shown. In Fig. 6, the bogie wheels 4 are on an inner rail 11 and on an outer rail 11 "is shown in a curve, with the outer wheels angled, while the inner wheels are angled away remain unaffected.
Wenn Hydrauliköl als Druckmedium verwendet wird, können sogenannte Gasfedern 12 angeordnet werden, die dann die Federungselemente für die Räder 4 bilden. Auf der Seite 9 des Drehgestells, die während der Durchfahrt einer Kurve hochgehoben wird, wird eine gegebene Schrägstellung des mit dem Rahmen verbundenen Fahrzeugwagenkasten F erhalten, und dies hat eine günstige Auswirkung auf die Bequemlichkeit der Fahrgäste. Es ist auch zweckdienlich, aufIf hydraulic oil is used as the pressure medium, so-called gas springs 12 can be arranged, which then form the suspension elements for the wheels 4. On side 9 of the bogie that during when passing a curve is lifted, a given inclination of the with the frame associated vehicle car body F, and this has a favorable effect on the convenience the passengers. It is also expedient on
O r Z U ι U JO r Z U ι U J
bekannte Weise mittels des zylindrischen Elementes 6 und der Kolben 7 eine Anordnung auszuführen, so daß die Fahrzeugwagenkästen automatisch in der Höhe gehalten werden.known way to carry out an arrangement by means of the cylindrical element 6 and the piston 7, so that the vehicle bodies are automatically held in height.
In Fig. 7 ist ein Rad 4 mit einer Hohlachse 13 dargestellt, das über Lager 14 in einem Achslagergehäuse 15 gelagert ist. Letzteres ist mit einem Schwenkarm 3 auf nicht gezeigte Weise verbunden. Ein Motor 16, der z.B. vom hydraulischen Typ sein kann, ist mit dem Achslagergehäuse 15 und über einen Wellenstumpf 16a mit der Achse 13 verbunden. Das Rad 4 kann auch mittels eingefügter Gummielernente 17 gefedert sein.In Fig. 7, a wheel 4 is shown with a hollow axle 13, which via bearings 14 in an axle bearing housing 15 is stored. The latter is connected to a pivot arm 3 in a manner not shown. A Motor 16, which may for example be of the hydraulic type, is connected to the axle box 15 and via a Stub shaft 16a connected to axle 13. The wheel 4 can also be made by means of inserted rubber elements 17 be sprung.
Auf dem Rahmen 1 können auch Schienenbremsen 18 (Fig. 1) angeordnet sein, die eine nach unten gerichtete Bewegung erhalten, wenn der Druck im zylindrischen Element 6 reduziert ist. Anzeigeeinrichtungen 19 vom elektromagnetischen, optischen oder einem anderen Typ, die auf dem Drehgestell angebracht sind, registrieren die Position und Krümmung der Schienen 11 und 11'. Ein krummer Schienenstrang bei Kurven oder eine stärkere nach innen gebogene Unebenheit der Gleise wird mittels dieser Einrichtungen angezeigt, welche Steuereinrichtungen zur Führung der Räder 4 über die zylindrischen Elemente 6, die Kolben 7, die Arme 3 und die Verbindungsglieder 8 betätigen.Rail brakes 18 (FIG. 1) can also be arranged on the frame 1, which have a downwardly directed Movement obtained when the pressure in the cylindrical element 6 is reduced. Display devices 19 of electromagnetic, optical or other type mounted on the bogie register the position and curvature of the rails 11 and 11 '. A crooked rail track Curves or a stronger inwardly curved unevenness of the track is made by means of these facilities indicated which control devices for guiding the wheels 4 over the cylindrical elements 6, the Actuate piston 7, arms 3 and connecting links 8.
In Fig. 8 ist die Anwendung der Erfindung auf ein dreiteiliges Schienenfahrzeug mit zwei Gelenke8 shows the application of the invention to a three-part rail vehicle with two joints
verbindenden Verbindungsteilen 20 dargestellt. Die Fahrzeugwagenkästen 21 sind von in den Fig. 1 und 2 dargestellten Drehgestellen 1 getragen. In Fig. 9 ist die auf ein zweiteiliges Fahrzeug angewendete Erfindung dargestellt. Die beiden Teile 28 und 29 sind jeweils durch drei Drehgestelle des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels getragen. Das mittlere Drehgestell trägt gelenkig verbunden die Enden der beiden Fahrzeugteile auf einem gemeinsamen zentralen lagernden Wellenstumpf 22. In Fig. 10 ist eine Seitenansicht und in Fig. 11 eine Horizontalansicht eines Drehgestells mit 4 Achsensystemen dargestellt, von denen die beiden mittleren Achsensysteme den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Drehgestellen entsprechen. Die äußeren Achsensysteme sind mit dem Rahmen 1 mittels Rahmenteilen 23 (bei 24) gelenkig verbunden. Lager 25 sind zwischen dem Rahmenteil 23 und einem Verbindungs- und Lastübertragungsträger 26 angeordnet. Dieser Träger wiederum übernimmt die Last von einem Fahrzeugwagenkasten über eine Montageeinrichtung 27.connecting connecting parts 20 shown. The vehicle car bodies 21 are of FIGS. 1 and 2 bogies 1 shown carried. In Fig. 9, that is applied to a two-part vehicle Invention shown. The two parts 28 and 29 are each supported by three bogies of the type shown in FIGS. 1 and 2 shown embodiment. The middle bogie is articulated the ends of the two vehicle parts on a common central bearing stub shaft 22. In Fig. 10 is a side view and in FIG. 11 a horizontal view of a bogie with 4-axis systems shown, of which the two central axis systems are those shown in FIGS Bogies correspond. The outer axis systems are connected to the frame 1 by means of frame parts 23 (at 24) articulated. Bearings 25 are between the frame part 23 and a connection and load transfer beam 26 arranged. This carrier in turn takes over the load from a vehicle body via a mounting device 27.
In den Fig. 12 und 13 ist ein Drehgestell (Rahmen) gezeigt. Es enthält einen radtragenden Rahmen 30, tragende vier Räder 31 und einen Hilfsrahmen 32, der von ersterem Rahmen 30 getragen wird, um über Schwenkverbindungsglieder 33 einen Fahrzeugwagenkasten F zu tragen, der durch gestrichelte Linien angedeutet ist= Der radtragende Rahmen 30 ist mit hydraulischen Zylindern 34, mit Kolben und Kolbenstangen 35 versehen, die mit die Räder 31 tragenden Schwenkarmen 36 verbunden sind, wobei zumindest einIn Figs. 12 and 13, a bogie (frame) is shown. It includes a wheel-bearing frame 30, supporting four wheels 31 and a subframe 32 which is supported by the former frame 30 to over Swivel links 33 to support a vehicle body F indicated by dashed lines is indicated = The wheel-bearing frame 30 is equipped with hydraulic cylinders 34, with pistons and piston rods 35 provided, which are connected to the wheels 31 supporting pivot arms 36, at least one
Rad durch eine Antriebsvorrichtung 44 angetrieben wird.Wheel is driven by a drive device 44.
Im wesentlichen stimmen der Aufbau und die Funktion des radtragenden Rahmens 30 und seiner zugeordneten Teile mit jenen des Rahmens 1 und seiner zugeordneten Teile überein, die in Fig. 1 und 2 gezeigt sind.The structure and function of the wheel-bearing frame 30 and its associated ones are essentially correct Parts are the same as those of the frame 1 and its associated parts shown in Figs.
Der Hilfsrahmen 32 enthält zwei im wesentlichen identische Rahmen 32a und 32b. Ein Ende eines jeden Rahmens 32a, 32b ist schwenkbar am radtragenden Rahmen 30 bei 37 befestigt, und sein anderes Ende ist an einem Schwenkverbindungsglied 33 schwenkbar befestigt. Jeder Rahmen 32a, 32b ist auch mit dem radtragenden Rahmen 30 mittels einer Kolben-Zylinder-Einrichtung 38 verbunden, von der eine Betätigung den Rahmen so schwenkt, daß die ihr zugeordnete Seite des Fahrzeugv/agenkastens gehoben oder gesenkt wird. Im in den Fig. 12 und 13 gezeigten Beispiel ist der radtragende Rahmen (Fachwerk) mittels eines Zylinders 34 bis zu einer durch die Winkeleinstellung der Radachsen begrenzten Höhe und auch mittels eines größeren Anhubs des Hilfsrahmens mit der Hilfe eines Zylinders 38 angehoben.The subframe 32 includes two substantially identical frames 32a and 32b. An end to everyone Frame 32a, 32b is pivotally attached to the wheel-bearing frame 30 at 37, and its other end is pivotally attached to a pivot link 33. Each frame 32a, 32b is also associated with the wheel-bearing frame 30 connected by means of a piston-cylinder device 38, one of which is actuated the frame pivots so that the side of the vehicle box assigned to it is raised or lowered will. In the example shown in FIGS. 12 and 13, the wheel-bearing frame (framework) is by means of a Cylinder 34 up to a height limited by the angle setting of the wheel axles and also by means of a larger lift of the subframe with the aid of a cylinder 38 is raised.
Um die Bequemlichkeit der im Fahrzeug reisenden Fahrgäste zu erhöhen, ist eine Kolben-Zylinder-Anordnung 39 zwischen dem Fahrzeugwagenkasten F und dem radtragenden Rahmen 30 angeschlossen worden. Für das Durchfahren von Kurven kann die Einrichtung 39 betätigt werdon, um den Wagenkasten des FahrzeugsIn order to increase the comfort of the passengers traveling in the vehicle, there is a piston-cylinder arrangement 39 has been connected between the vehicle body F and the wheel-bearing frame 30. For When cornering, the device 39 can be operated to move the body of the vehicle
relativ zum radtragenden Rahmen rechtwinkelig zur Fahrtrichtung gleichzeitig zu verschieben, wenn der Wagenkasten des Fahrzeugs mittels der Zylindereinrichtungen 34 und 38 schräggestellt wird.to move relative to the wheel-bearing frame at right angles to the direction of travel at the same time, if the car body of the vehicle is tilted by means of the cylinder devices 34 and 38.
Ein auf dem radtragenden Rahmen 30 angebrachtes Bremsjoch 40 wird dazu verwendet, das Fahrzeug zu bremsen, so daß das Joch in Eingriff gegen beide Schienen 41 gepreßt wird, wenn sich das Fahrzeug verlangsamen soll. Die Vertikalverschiebung des Jochs 40 in den Eingriff mit den Schienen erfolgt mit Hilfe einer Kolben-Zylinder-Einrichtung 42, und seine Rückbewegung wird mittels einer Druckfeder 43 erleichtert.A brake yoke 40 mounted on the wheel-bearing frame 30 is used to drive the vehicle to brake so that the yoke is pressed into engagement against both rails 41 when the vehicle moves should slow down. The vertical displacement of the yoke 40 into engagement with the rails occurs with the aid of a piston-cylinder device 42, and its return movement is controlled by means of a compression spring 43 relieved.
Selbstverständlich ist eine Reihe von Modifikationen der Erfindung möglich. So können die oben beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Räder durch eine Fahrzeugtrageinrichtung vom Magnetschwebe typ ersetzt werden, oder die Fahrzeuge können z.B. auf einer Luftschicht oder auf einem Luftkissen zwischen der Trageinrichtung und der Schiene gleiten.A number of modifications of the invention are of course possible. So can the ones described above and wheels shown in the drawing by a vehicle support device from the magnetic levitation type, or the vehicles can e.g. on a layer of air or on an air cushion slide between the support device and the rail.
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