DE4216727A1 - Transverse spring system for railway vehicles - has several take up cylinders for each bogie, working in opposition and supporting wagon against bogie - Google Patents
Transverse spring system for railway vehicles - has several take up cylinders for each bogie, working in opposition and supporting wagon against bogieInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Querfederung von schienengebun denen Fahrzeugen, bei denen sich ein Fahrzeugaufbau wie z. B. ein Waggon auf einem Fahr- bzw. Drehgestell abgefedert abstützt, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a transverse suspension of rail-bound those vehicles in which a vehicle body such. B. a wagon suspended on a bogie or bogie supports, according to the preamble of claim 1.
Schienengebundene Verkehrsmittel, wie z. B. Straßenbahnen, S-Bahnen und Schnellzüge stehen in immer härter werdender Konkurrenz zu Straßenverkehrsmitteln. Im Zuge dieser Ent wicklung ist man bemüht, zum einen die Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und zum anderen den Komfort anzuheben, was man beispielsweise durch eine niedrigere Einsteighöhe und die Verbesserung des Schwingungsverhaltens und damit des Fahrkomforts auch bei höheren Geschwindigkeiten anstrebt. Insbesondere bei S-, U- und Straßenbahnen tritt das Problem unzulässiger Querschwingungen beim Einfahren mit hoher Ge schwindigkeit in Haltestellen auf. Dies kann an Haltestellen mitunter zu erheblichen Schwingungen des Fahrzeugaufbaus in Bezug zum Bahnsteig führen, oder aber zu unzulässig groben Abständen zwischen Waggon und Bahnsteigkante.Rail transport, such as B. trams, S-Bahn and express trains are becoming increasingly difficult Competition with road transport. In the course of this ent one endeavors, firstly the driving speed of the rail vehicle and secondly to increase comfort, what you can, for example, by a lower entry height and the improvement of the vibration behavior and thus the Aiming for driving comfort even at higher speeds. The problem occurs particularly with S-, U- and trams impermissible transverse vibrations when entering with high Ge speed in stops. This can be done at stops occasionally significant vibrations of the vehicle body in Make reference to the platform, or too impermissibly coarse Distances between the wagon and the edge of the platform.
Da das Einfahren eines Schienenfahrzeugs in die Haltestelle häufig unmittelbar im Anschluß an eine Kurve erfolgt, sind besondere Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, um einen Kontakt des Schienenfahrzeugs mit dem Bahnsteig auszuschließen. In der Regel geschieht dies durch einen mehr oder weniger groben Abstand zwischen Bahnsteigkante und Einstieg, was insbesondere von älteren Fahrgäste aber auch von Kindern als störend und gefährlich empfunden wird. Because the entry of a rail vehicle into the stop often immediately following a curve Take special precautions to make contact of the rail vehicle with the platform. In usually this happens through a more or less rough distance between the edge of the platform and the entrance, what especially by older passengers but also by children as is bothersome and dangerous.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine ein fach aufgebaute Querfederung für Schienenfahrzeuge zu schaf fen, mit der die vorstehenden Probleme gelöst und der Fahr komfort weiter verbessert werden kann.The invention is therefore based on the object, a sheer cross suspension for rail vehicles with which the above problems are solved and the driving comfort can be further improved.
Diese Aufgabe wird durch eine Querfederung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is accomplished by a transverse suspension with the features of claim 1 solved.
Erfindungsgemäß wird zwischen Fahrzeugaufbau und Fahrgestell eine Anordnung aus gegeneinander arbeitenden Hydraulikzylin dern geschaltet, die als Nehmerzylinder für Strömungsmittel aus einer Geberzylinderanordnung fungieren, wobei die Strö mungsmittelleitung zwischen den Nehmerzylindern und der Ge berzylinderanordnung an ein hydromechanisches oder hydro pneumatisches Federelement angeschlossen sind. Durch gleich zeitiges Einspeisen von Hydraulik-Strömungsmittel in die Verbindungsleitungen wird das hydromechanische oder hydro pneumatische Federelement bei Bedarf weiter vorgespannt, wo durch sich eine Anhebung der den Waggon bezüglich des Drehgestells zentrierenden Kraft ergibt. Dadurch wird die Schwingungsamplitude des Waggons deutlich kleiner und die Gefahr, daß bei Einfahrt des Schienenfahrzeugs in einen Bahnsteig Berührungen zwischen Waggon und Bahnsteigkante auftreten, ist stark herabgesetzt. Durch die Ansteuerung des Geberzylinders lädt sich dann auch das Schwingungsverhalten des Waggons gezielt beeinflussen, wodurch sich eine Verbes serung des Fahrkomforts ergibt. Die erfindungsgemäße Querfe derung spricht aufgrund der einfachen hydraulischen Kopplung zwischen Geber- und Nehmerzylinderanordnung sehr schnell an, so daß auch bei sich schnell ändernden Fahrzuständen ausrei chend schnell reagiert werden kann.According to the invention between the vehicle body and chassis an arrangement of hydraulic cylinders working against each other switched as the slave cylinder for fluid act from a master cylinder arrangement, the Strö averaging line between the slave cylinders and the Ge Over cylinder arrangement to a hydromechanical or hydro pneumatic spring element are connected. By soon timely feeding of hydraulic fluid into the Connection lines will be the hydromechanical or hydro pneumatic spring element further biased where necessary by raising the wagon relative to the Bogie centering force results. This will make the Vibration amplitude of the wagon significantly smaller and that Risk that when the rail vehicle enters a Platform contact between the wagon and the edge of the platform occur is greatly reduced. By controlling the The master cylinder then also loads the vibration behavior of the wagon in a targeted manner, resulting in a verb improved driving comfort. The Querfe invention change speaks due to the simple hydraulic coupling between master and slave cylinder arrangement very quickly, so that even with rapidly changing driving conditions can react quickly enough.
Wenn die hydromechanischen oder hydropneumatischen Federele mente eine progressive Kraft/Weg-Kennung haben, lädt sich das Schwingungsverhalten des Fahrzeugaufbaus bzw. des Wag gons in noch weiteren Grenzen und stufenlos variieren, mit dem zusätzlichen Vorteil, daß der Bauraum für die Querfede rung sehr klein gehalten werden kann.If the hydromechanical or hydropneumatic Federele elements have a progressive force / displacement identifier, loads the vibration behavior of the vehicle body or the wagon gons within still further limits and vary continuously with the additional advantage that the space for the transverse spring tion can be kept very small.
Grundsätzlich ist es möglich, die gegeneinander wirkenden Nehmerzylinder zwischen Drehgestell und Waggon beliebig so anzuordnen, daß sich eine den Waggon bezüglich der Vertikal ebene zentrierende Summenkraft ergibt. Eine besonders einfa che Ansteuerung für die hydraulische Querfederung ergibt sich mit der Weiterbildung des Anspruchs 3, wobei dann, wenn - jedem Nehmerzylinderpaar eine gemeinsame Geberzylinderanord nung zugeordnet wird, der schaltungstechnische Aufwand be sonders gering wird.Basically, it is possible to work against each other Slave cylinder between bogie and wagon any way to arrange that the wagon is vertical plane centering sum force results. A particularly simple che control for the hydraulic transverse suspension results deal with the further development of claim 3, wherein if - Each slave cylinder pair a common master cylinder arrangement assigned, the circuitry complexity be becomes particularly low.
Die Weiterbildung des Anspruchs 6 hat den Vorteil, daß die einander entgegenwirkenden Nehmerzylinder identisch ausge bildet werden können.The development of claim 6 has the advantage that the counteracting slave cylinder identically can be formed.
Durch die Anordnung der Nehmerzylinder eines Nehmerzylinder paares in einer gemeinsamen, vorzugsweise horizontalen Ebene ergeben sich besonders günstige Kraftangriffspunkte für die Nehmerzylinder, so daß die Querfederung besonders effektiv eingesetzt werden kann.By arranging the slave cylinders of a slave cylinder pair in a common, preferably horizontal plane there are particularly favorable force application points for the Slave cylinder, so that the transverse suspension is particularly effective can be used.
Vorzugsweise wird der Geberzylinderanordnung ein hydrauli scher oder elektromechanischer Antrieb zugeordnet, wodurch eine schnelle und feinjustierbare Einstellung des Schwin gungsverhaltens ermöglicht wird. Die Verstellung des Geber zylinders wird vorteilhafterweise durch einen Hydro-Speicher gemäß Anspruch 5 unterstützt.The master cylinder arrangement is preferably a hydraulic assigned shear or electromechanical drive, whereby a quick and finely adjustable adjustment of the Schwin behavior is enabled. The adjustment of the encoder cylinder is advantageously by a hydraulic accumulator supported according to claim 5.
Die erfindungsgemäße Querfederung lädt sich besonders vor teilhaft auch in eine Steuerung oder eine Regelung einglie dern, wodurch nicht nur der Fahrkomfort, sondern auch die Fahrsicherheit des Schienenfahrzeugs verbessert werden kann. The transverse suspension according to the invention is particularly preloaded partly also included in a control or regulation not only that, but also the driving comfort Driving safety of the rail vehicle can be improved.
Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Aus führungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigtBelow is an off using schematic drawings management example of the invention explained in more detail. It shows
Fig. 1 eine stark schematisierte Ansicht eines Vertikal schnitts im Bereich einer Schienenfahrzeugachse mit einer Hydraulik-Anordnung zur Beeinflussung des Querfederungsverhaltens des Fahrgestells; Figure 1 is a highly schematic view of a vertical section in the region of a rail vehicle axle with a hydraulic arrangement for influencing the transverse suspension behavior of the chassis.
Fig. 2 eine schematische Prinzipdarstellung eines Nehmerzy linderpaares zur Veranschaulichung der den Waggon zentrierenden Kraftverhältnisse; und Fig. 2 is a schematic diagram of a Nehmerzy pair of cylinders to illustrate the force relationships centering the wagon; and
Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Veränderung der Rückstellkräfte bei Variation der Vorspannung der hydropneumatischen Federelemente. Fig. 3 is a diagram showing the change in the restoring forces with variation of the bias of the hydropneumatic spring elements.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Fahrzeugaufbau wie z. B. ein Waggon eines Schienenfahrzeugs bezeichnet. Der Waggon stützt sich über ein schematisch wiedergegebenes Drehgestell 12 auf Rädern 14 mit einer Achse 16 ab. Mit 18 sind Vertikal-Federelemente bezeichnet, die zwischen Waggon 10 und Drehgestell 12 geschaltet sind.In Fig. 1, reference numeral 10 denotes a vehicle body such as. B. denotes a wagon of a rail vehicle. The wagon is supported by a schematically represented bogie 12 on wheels 14 with an axis 16 . With 18 vertical spring elements are designated, which are connected between the carriage 10 and bogie 12 .
Um auf das Schwingungsverhalten und insbesondere auf die Schwingungsamplitude des gefederten Waggons Einfluß nehmen zu können, ist an jedem Drehgestell 12 eine Querfederung vorgesehen, die aus mindestens einem Paar von Querzylindern 20 und 22 besteht. Diese Querzylinder sind einfach wirkend und sie bilden in ihrem Inneren eine Arbeitskammer 24, 26 aus, die von jeweils einem Plungerkolben 28 bzw. 30 begrenzt ist. Der Plungerkolben stützt sich über eine Stange 32, 34 am Waggon 10 gelenkig ab, während die Zylinder 20, 22 am Drehgestell 12 angelenkt sind.In order to be able to influence the vibration behavior and in particular the vibration amplitude of the sprung wagon, a transverse suspension is provided on each bogie 12 , which consists of at least one pair of cross cylinders 20 and 22 . These cross cylinders are single-acting and they form a working chamber 24 , 26 inside, which is delimited by a plunger 28 and 30 , respectively. The plunger is supported in an articulated manner via a rod 32 , 34 on the wagon 10 , while the cylinders 20 , 22 are articulated on the bogie 12 .
Die Querzylinder 20, 22 sind im wesentlichen horizontal aus gerichtet, wobei die Achsen im wesentlichen miteinander fluchten. Die beiden Querzylinder wirken dementsprechend da hingehend zusammen, daß der Waggon 10 durch die Zylinder kräfte in der Mittelebene 36 zentrierbar ist.The cross cylinders 20 , 22 are directed substantially horizontally, the axes being substantially aligned with one another. Accordingly, the two cross cylinders act together to the effect that the wagon 10 can be centered by the cylinder forces in the central plane 36 .
Zum Aufbringen der zentrierenden Kräfte dient die folgende Hydraulikschaltung:The following is used to apply the centering forces Hydraulic circuit:
Die Arbeitskammern 24, 26 der Querzylinder sind über jeweils eine gesonderte Speiseleitung 38, 40 an Arbeitskammern 42, 44 eines Tandemzylinders 46 angeschlossen. Der Tandemzylin der wirkt als Geberzylinder während die Querzylinder 20, 22 als Nehmerzylinder fungieren. An die Speiseleitungen 38, 40 ist jeweils ein Hydrospeicher 48 bzw. 50 angeschlossen, der vorzugsweise von einem Blasen- oder Membranspeicher gebildet ist. Durch Variation des Fluidvolumens in der Arbeitskammer 24, 26, der Speiseleitung 38, 40, dem Strömungsmittelvolumen in der Kammer 46A, 50A des Speichers 48, 50 und in den Ar beitskammern 42, 44 kann der Vorspanndruck des betreffenden Speichers 48 bzw. 50 variiert werden.The working chambers 24 , 26 of the transverse cylinders are each connected to working chambers 42 , 44 of a tandem cylinder 46 via a separate feed line 38 , 40 . The tandem cylinder acts as a master cylinder while the cross cylinders 20 , 22 act as slave cylinders. A hydraulic accumulator 48 or 50 is connected to the feed lines 38 , 40 and is preferably formed by a bubble or membrane accumulator. By varying the fluid volume in the working chamber 24 , 26 , the feed line 38 , 40 , the fluid volume in the chamber 46 A, 50 A of the memory 48 , 50 and in the Ar beitskammern 42 , 44 , the biasing pressure of the memory 48 or 50 in question can be varied.
Zu dieser Variation dient der Tandem-Zylinder 46, dessen Kolben 48 gestuft ausgebildet ist und mit den zwei Zylinder kammern derart zusammenwirkt, daß bei Verschiebung des Kol bens 48 jeweils gleiche Strömungsmittelvolumina dV aus den Kammern verdrängt bzw. in die Kammern eingezogen werden. Eine Kolbenstange 50 ragt aus dem Zylindergehäuse nach außen und steht mit einem Gewindeabschnitt 52 in Funktionseingriff mit einem Antriebsrad 54 eines elektromechanischen Antriebs 56, der beispielsweise entsprechend den Signalen aus einem Steuer- oder Regelsystem angesteuert wird. Es kann gleicher malen ein hydraulischer Antrieb für den Geberzylinder 46 vorgesehen sein.Of the tandem cylinder 46 is for this variation, the piston is stepped 48 and with the two cylinder chambers such cooperates that bens 48 are each identical in displacement of the Kol fluid volumes dV pushed out of the chambers or be drawn into the chambers. A piston rod 50 protrudes outward from the cylinder housing and, with a threaded section 52, is in functional engagement with a drive wheel 54 of an electromechanical drive 56 , which is actuated , for example, in accordance with the signals from a control or regulating system. A hydraulic drive can be provided for the master cylinder 46 in the same way.
Die Rückseite des Kolbens 48 ist an einen vorgespannten Hy dro-Speicher 58 angeschlossen, dessen Druck somit auf die Fläche 60 wirkt und dadurch die Verstellung des Kolbens 48 gemäß Fig. 1 nach links unterstützt. Die Stellkräfte werden dadurch verringert.The rear of the piston 48 is connected to a prestressed hydro dropper 58 , the pressure of which thus acts on the surface 60 and thereby supports the adjustment of the piston 48 to the left in accordance with FIG. 1. The actuating forces are reduced.
Mit einer Einspeisung von einem bestimmten Strömungsmittel volumen DELTA V1 bzw. DELTA V2 wird der Druck im Hydraulik system der beiden Nehmerzylinder 20, 22 entsprechend der Kennung des zugehörigen Hydrospeichers 48 bzw. 50 angehoben, so daß der Waggon durch einander entgegenwirkende, größere Stützkräfte beaufschlagt wird.With a feed of a certain fluid volume DELTA V1 or DELTA V2, the pressure in the hydraulic system of the two slave cylinders 20 , 22 is raised according to the identifier of the associated hydraulic accumulator 48 or 50 , so that the wagon is acted upon by opposing, larger supporting forces .
Aufgrund der gefederten Abstützung des Waggons in Querrich tung stellt sich bei einer Schwingungsanregung des Aufbaus 10 eine entgegengerichtete Reaktionskraft DELTA F ein, die das Schwingungsverhalten bestimmt. In Fig. 3 sind Kenn linien der hydropneumatischen oder hydromechanischen Federeinrichtungen für unterschiedliche hydraulische Vor spanndrücke des Speichers gezeigt. Mit ausgezogenen Linien sind die Kennlinien für ein System wiedergegeben, das ein Strömungsmittelvolumen V hat. Die gestrichelten Linien geben die Verhältnisse für den Fall wieder, daß das Strömungsmit telvolumen der Federung um das Maß DELTA V und damit der Sy stemdruck im Federungssystem entsprechend angehoben worden ist, wobei vorausgesetzt ist, daß gleiche Strö mungsmittelvolumina DELTA V1 und DELTA V2 eingespeist worden sind.Due to the sprung support of the wagon in the transverse direction, an opposing reaction force DELTA F is set when the body 10 is vibrated, which determines the vibration behavior. In Fig. 3 characteristics of the hydropneumatic or hydromechanical spring devices for different hydraulic pre-tensioning pressures of the accumulator are shown. Solid lines represent the characteristic curves for a system that has a fluid volume V. The dashed lines represent the situation in the event that the flow mean volume of the suspension by the dimension DELTA V and thus the system pressure in the suspension system has been raised accordingly, provided that the same flow volumes DELTA V1 and DELTA V2 have been fed .
Das Diagramm gemäß Fig. 3 veranschaulicht, daß die Kraft/Weg-Kennung des Hydrospeichers progressiv ist, so daß sich mit zunehmender Verschiebung des Plungerkolbens 28, 30 in Richtung auf eine Verkleinerung des Zylindervolumens 24, 26 eine immer größer werdende Steigung der Feder-Kennlinie ergibt.The diagram according to FIG. 3 illustrates that the force / displacement identification of the hydraulic accumulator is progressive, so that with increasing displacement of the plunger 28 , 30 in the direction of a reduction in the cylinder volume 24 , 26 there is an ever increasing slope of the spring characteristic results.
Für das kleinere Fluidvolumen im Federsystem stellt sich beispielsweise bei einer Verschiebung von s=50 aus der zen trierten Mittelstellung heraus eine Rückstellkraft DELTA F ein. Fig. 3 zeigt, daß aufgrund der progressiven Federkenn linie dieselbe Rückstellkraft bei größerer Vorspannung des Speichers 48, 50 schon bei einem Auslenkmaß von etwa s=28 erreicht wird, d. h. bei einem um das Maß DELTA S verkürztem Federweg. Die Härte der Federung wird demnach mit dem An stieg des Strömungsmittelvolumens im hydropneumatischen Fe dersystem größer und mit Verringerung des Strömungsmittelvo lumens kleiner, wodurch auf die Schwingungsamplitude des Fahrzeugaufbaus gesteuert Einfluß genommen werden kann.For the smaller fluid volume in the spring system, a return force DELTA F is set, for example, with a shift of s = 50 from the centered center position. Fig. 3 shows that due to the progressive spring characteristic line the same restoring force with greater preload of the memory 48 , 50 is already achieved with a deflection of about s = 28, ie with a shortened by the dimension DELTA S travel. The hardness of the suspension is accordingly greater with the increase in the fluid volume in the hydropneumatic spring system and smaller with a decrease in the volume of fluid, so that a controlled influence can be exerted on the vibration amplitude of the vehicle body.
Die Erfindung schafft somit eine Querfederung von schienen gebundenen Fahrzeugen, bei denen sich ein Fahrzeugaufbau wie z. B. ein Waggon auf einem Fahr- bzw. Drehgestell abgefedert abstützt. Zur Beeinflussung des Schwingungsverhaltens und damit des Fahrkomforts sind jedem Drehgestell (12) zumindest zwei gegeneinander arbeitende, den Waggon (10) gegen das Drehgestell (12) abstützende Nehmerzylinder (20, 22) zuge ordnet, die jeweils an ein hydromechanisches oder hydro pneumatisches Federelement (48, 50) und über eine Speiselei tung (38, 40) an eine antreibbare Geberzylinderanordnung (46) angeschlossen sind. Über die Geberzylinderanordnung kann durch gesteuertes Einspeisen oder Abziehen von Strömungsmittel die Vorspannung des betreffenden Federele ments (48, 50) zur Variation der den Fahrzeugaufbau zentrie renden Kraft eingestellt werden.The invention thus creates a transverse suspension of rail-bound vehicles in which a vehicle body such. B. supports a car suspended on a bogie or bogie. To influence the vibration behavior and thus driving comfort, each bogie ( 12 ) is assigned at least two slave cylinders ( 20 , 22 ) that work against each other and support the wagon ( 10 ) against the bogie ( 12 ), each of which is connected to a hydromechanical or hydro-pneumatic spring element ( 48 , 50 ) and via a feed line ( 38 , 40 ) are connected to a drivable master cylinder arrangement ( 46 ). About the master cylinder assembly, the bias of the relevant Federele element ( 48 , 50 ) can be adjusted to vary the centering force of the vehicle body by controlled feeding or withdrawing fluid.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4216727A DE4216727A1 (en) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Transverse spring system for railway vehicles - has several take up cylinders for each bogie, working in opposition and supporting wagon against bogie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4216727A DE4216727A1 (en) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Transverse spring system for railway vehicles - has several take up cylinders for each bogie, working in opposition and supporting wagon against bogie |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4216727A1 true DE4216727A1 (en) | 1993-11-25 |
Family
ID=6459356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4216727A Withdrawn DE4216727A1 (en) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Transverse spring system for railway vehicles - has several take up cylinders for each bogie, working in opposition and supporting wagon against bogie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4216727A1 (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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