EP1067292A2 - Regelbare Kühleinrichtung für Turbogeneratoren - Google Patents

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EP1067292A2
EP1067292A2 EP00810583A EP00810583A EP1067292A2 EP 1067292 A2 EP1067292 A2 EP 1067292A2 EP 00810583 A EP00810583 A EP 00810583A EP 00810583 A EP00810583 A EP 00810583A EP 1067292 A2 EP1067292 A2 EP 1067292A2
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EP
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hydraulic
arrangement according
car body
articulated
hydraulic cylinders
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EP00810583A
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EP1067292A9 (de
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Michael Jung
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GE Vernova GmbH
Original Assignee
ABB Schweiz AG
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/002Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by varying geometry within the pumps, e.g. by adjusting vanes

Definitions

  • the invention relates to an arrangement with at least two articulated Car bodies, for example for articulated trains, articulated trams, subways and articulated buses.
  • the invention is based, the force-transmitting part of an object Car body joint to be designed so that high connection stiffness can be achieved without this resulting in great flexural rigidity of the body joint results.
  • the passage width should be in the transition area be as large as possible between adjacent car bodies.
  • connection between adjacent car bodies takes place via hydraulic cylinders, with at least two hydraulic cylinders in each case about their hydraulic volumes to form a common hydraulic volume are communicatively connected.
  • the hydraulic cylinders can be in at least one group over at least one shared hydraulic volume.
  • the total hydraulic volumes are preferably greater than one when one is exceeded maximum permissible hydraulic pressure opening or opening blocking element connected.
  • the maximum permissible hydraulic pressure corresponds to transferred total force.
  • the locking element is expediently a Overload valve.
  • a hydropneumatic suspension of the car body joint can provide the common hydraulic volumes, possibly via a throttle valve, connected to a pressure accumulator.
  • the individual hydraulic cylinders are preferred over the circumference of the
  • the end faces of the connected car bodies are optimally distributed.
  • the hydraulic cylinders can be attached directly to the end faces using fastening elements be connected. It is also possible between the hydraulic cylinders and the peripheral area of the end faces of the connected car bodies spring elements to arrange.
  • the hydraulic cylinders are in the longitudinal direction of the body, to absorb transverse and / or torsional forces Body longitudinal direction aligned.
  • FIG. 1 Two car bodies 10 only partially shown in FIG. 1 have one Bottom 12 and two of this towering side walls 14 on one Roof 16 are assembled into a tubular car body 10.
  • the opposite end faces 18 are in their circumferential or Edge region 20 with one another via double-acting hydraulic cylinders 22, 24, 26 connected.
  • the mode of operation of the hydraulic cylinders is shown in FIG. 2 using the example of the hydraulic cylinder 22a connecting the side walls 14 in the longitudinal axis x of the car.
  • the double-acting hydraulic cylinder 22a comprises a cylinder 28 and a piston 30 which is slidable therein and which divides the cylinder space 29 into two partial spaces 29a, b.
  • Each cylinder compartment 29a, b is filled with hydraulic fluid with a volume V a , V b corresponding to the cylinder compartments 29a, b in the state of use.
  • the cylinder compartments 29a, b are each provided with an opening 32a, b, which are communicatively connected to corresponding cylinder compartments of other hydraulic cylinders via hydraulic lines explained below in connection with FIG. 4. All of the hydraulic cylinders connected to one another form a closed system with their hydraulic volumes V a , V b, each forming a common hydraulic volume V A , V B.
  • a piston rod 34 is attached to the piston 30 of the hydraulic cylinder 22a in the longitudinal cylinder axis s and is fastened to the end face 18 of one of the car bodies 10 via a fastening element 36.
  • the cylinder 22a is mounted on the end face 18 of the other car body 10 via a further fastening element 38.
  • the distance D between the end faces 18 of two car bodies 10 connected to one another is increased, the distance between the two fastening elements 36, 38 of the hydraulic cylinder 22a also increases.
  • the partial cylinder space 29a increases while the partial cylinder space 29b is reduced.
  • FIG. 3 shows the interaction of communicating connected Hydraulic cylinder in an arrangement with two hydraulic cylinders, in the shown Example with the two opposing hydraulic cylinders 22a and 22a '.
  • the volumes V b are also connected via a manifold 40b.
  • the total volume V A as the sum of the partial volumes V a is separated from the total volume V B as the sum of the partial volumes V b by an overload valve 42 arranged between the manifolds 40a, b.
  • This overload valve 42 serves to ensure that when the maximum permissible operating pressure in the hydraulic cylinders is exceeded, for example as a result of an impact, part of the total volume V A flows from the manifold 40a via the overload valve 42 into the manifold 40b and consequently increases the total volume V B.
  • a part of the total volume V B can also flow into the total volume V A.
  • those which are combined in different groups (not shown in the drawing) hydraulic cylinders in different Directions optimally over the circumferential area 20 of the end faces 18 of the car bodies 10 can be arranged distributed, partly in the longitudinal direction of the car x to take up the longitudinal forces, sometimes obliquely to take up Lateral forces or torsional forces with respect to the axis of rotation z of the car body joint.
  • the hydraulic cylinders 22b, 22c and 22b ', 22c' arranged obliquely to the carriage longitudinal direction x.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Kühleinrichtung für Turbogeneratoren, die in Abhängigkeit vom Generatorlastzustand regelbar ist. Dafür ist in einem Kühlkreis der Kühleinrichtung zur Regulierung des Kühlvolumenstroms ein verstellbares Vorleitrad 1 stromaufwärts der Ventilatorbeschaufelung 2 angeordnet. Mittels Verstellung des Vorleitrad-Schaufelwinkels wird der ansonsten drallfreien Ventilatorzuströmung ein Vordrall aufgeprägt, der zu einer Änderung des geförderten Kühlvolumenstroms sowie des Druckaufbaus führt. Dabei wird durch die Vorleitrad-Verstellung auch die aufgenommene Ventilatorleistung und damit der Generatorverlust signifikant beeinflusst. Auf diese Weise kann mit der erfindungsgemässen Einrichtung eine Anpassung des Kühlvolumenstroms an den Generatorlastzustand erfolgen und damit können die Generatorverluste verringert werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit wenigstens zwei gelenkig verbundenen Wagenkästen, beispielsweise für Gliederzüge, Gelenkstrassenbahnen, U-Bahnen und Gelenkbusse.
Bei Gliederzügen aus aneinandergereihten und gelenkig verbundenen Wagenkästen erfolgt die Kraftübertragung im Gelenkbereich über Kurzkupplungen, Einachsendrehgestell- oder Jakobs-Drehgestelllagerungen. Die Nachteile dieser Gelenkverbindungen liegen in der zentralen punktuellen Krafteinleitung unter dem strukturellen Fahrzeugboden mit der entsprechenden Exzentrizität, die schwere, voluminöse und fabrikationsmässig aufwendige Supportteile erfordert und kaum Raum für gerade in diesem Bereich der Drehgestelle wichtige Schalldämmassnahmen bietet.
Bisherige Ansätze, die mit der zentralen punktuellen Krafteinleitung einhergehenden Nachteile durch Verlegung der Kraftübertragung in den Aussenbereich des Fahrzeugquerschnitts zu legen, scheitern am Widerspruch, dass die für die Übertragung von Längskräften notwendigen Verbindungssteifigkeiten eine so grosse Biegesteifigkeit des Wagenkastengelenks hervorrufen, dass im Kurveneinlauf Entgleisungsgefahr besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den kraftübertragenden Teil eines Wagenkastengelenks so auszugestalten, dass hohe Verbindungssteifigkeiten erreicht werden können, ohne dass sich hieraus eine grosse Biegesteifigkeit des Wagenkastengelenks ergibt. Zudem soll die Durchgangsbreite im Übergangsbereich zwischen benachbarten Wagenkästen möglichst gross sein.
Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt bei der eingangs genannten Anordnung, dass die Verbindung zwischen benachbarten Wagenkästen über Hydraulikzylinder erfolgt, wobei jeweils wenigstens zwei Hydraulikzylinder über ihre Hydraulikvolumina unter Bildung eines gemeinsamen Hydraulikvolumens kommunizierend verbunden sind.
Die Hydraulikzylinder können in wenigstens eine Gruppe über wenigstens ein gemeinsames Hydraulikvolumen verbunden sein.
Bevorzugt sind die Hydraulikgesamtvolumina über ein bei Überschreiten eines maximal zulässigen Hydraulikdruckes sich öffnendes oder öffenbares Sperrelement verbunden. Der maximal zulässige Hydraulikdruck entspricht der übertragenen Gesamtkraft. Das Sperrelement ist zweckmässigerweise ein Überlastventil.
Um beispielsweise eine hydropneumatischen Federung des Wagenkastengelenks bereitzustellen, können die gemeinsamen Hydraulikvolumina, ggf. über ein Drosselventil, mit einem Druckspeicher verbunden sein.
Die einzelnen Hydraulikzylinder sind bevorzugt über den Umfangbereich der Stirnflächen der verbundenen Wagenkästen kraftoptimal verteilt angeordnet. Die Hydraulikzylinder können über Befestigungselemente direkt mit den Stirnflächen verbunden sein. Es ist auch möglich, zwischen den Hydraulikzylindern und dem Umfangbereich der Stirnflächen der verbundenen Wagenkästen Federelemente anzuordnen.
Zur Aufnahme von Längskräften sind die Hydraulikzylinder in Wagenkastenlängsrichtung, zur Aufnahme von Quer- und/oder Torsionskräften schief zur Wagenkastenlängsrichtung ausgerichtet.
Die erfindungsgemässe Anordnung weist unter anderem folgende Vorteile auf:
  • die Kraftübertragung in die Wagenkästen ist optimal verteilt
  • im Übergangsbereich zwischen zwei benachbarten Wagenkästen ergibt sich eine grösstmögliche Durchgangsbreite
  • im Bodenbereich entsteht Platz für Schallschutzmassnahmen
  • über die Hydraulikzylinder lassen sich die passiven Gelenkeigenschaften der Wagenkastenverbindung zur Erzielung einer höchstmöglichen Laufsicherheit einstellen
  • durch Vermeidung eines zentralen Kupplungseinbaus können die Wagenkästen bei tiefen Fabrikationskosten in optimaler Leichtbauweise hergestellt werden
  • im Falle eines Aufpralls ergibt sich durch die Möglichkeit einer Kraftbegrenzung, z.B. mit einem Überdruckventil, und damit durch einen definierten Deformationsweg auf definiertem Kraftniveau ein optimales Energieaufnahme- und -absorptionsvermögen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt schematisch in
  • Fig. 1 eine Schrägsicht auf den Verbindungsbereich von zwei Wagenkästen;
  • Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht auf einen Hydraulikzylinder im Verbindungsbereich von Fig. 1 in Blickrichtung y;
  • Fig. 3 eine Prinzipskizze mit zwei in entgegengesetzter Richtung wirkenden Hydraulikzylindern mit kommunizierenden Hydraulikvolumina.
Zwei in Fig. 1 nur teilweise wiedergegebene Wagenkästen 10 weisen einen Boden 12 und zwei von diesem aufragende Seitenwände 14 auf, die über ein Dach 16 zu einem röhrenförmigen Wagenkasten 10 zusammengefügt sind. Die einander gegenüberliegenden Stirnseiten 18 sind in ihrem Umfang- bzw. Randbereich 20 über doppeltwirkende Hydraulikzylinder 22, 24, 26 miteinander verbunden.
Die Wirkungsweise der Hydraulikzylinder ist in Fig. 2 am Beispiel des die Seitenwände 14 in der Wagenlängsachse x miteinander verbindenden Hydraulikzylinders 22a gezeigt. Der doppeltwirkende Hydraulikzylinder 22a umfasst einen Zylinder 28 und einen in diesem gleitend verschiebbaren Kolben 30, der den Zylinderaum 29 in zwei Teilräume 29a, b unterteilt. Jeder Zylinderteilraum 29a, b ist im Gebrauchszustand mit Hydraulikflüssigkeit mit einem Volumen Va, Vb entsprechend den Zylinderteilräumen 29a, b gefüllt. Die Zylinderteilräume 29a, b sind mit je einer Öffnung 32a, b versehen, die über weiter unten in Zusammenhang mit Fig. 4 erläuterte Hydraulikleitungen mit entsprechenden Zylinderteilräumen anderer Hydraulikzylinder kommunizierend verbunden sind. Sämtliche untereinander verbundenen Hydraulikzylinder bilden mit ihren Hydraulikvolumina Va, Vb jeweils unter Bildung eines gemeinsamen Hydraulikvolumens VA, VB gesamthaft ein geschlossenes System.
Dem Kolben 30 des Hydraulikzylinders 22a ist in der Zylinderlängsachse s eine Kolbenstange 34 aufgesetzt, die über ein Befestigungselement 36 an der Stirnseite 18 eines der Wagenkästen 10 befestigt ist. Auf der der Kolbenstange 34 entgegengesetzten Seite ist der Zylinder 22a über ein weiteres Befestigungselement 38 an der Stirnseite 18 des anderen Wagenkastens 10 montiert. Bei einer Vergrösserung des Abstandes D der Stirnseiten 18 von zwei miteinander verbundenen Wagenkästen 10 vergrössert sich auch der Abstand zwischen den beiden Befestigungselementen 36, 38 des Hydraulikzylinders 22a. Entsprechend vergrössert sich der Zylinderteilraum 29a bei gleichzeitiger Verkleinerung des Zylinderteilraumes 29b. Gleiches gilt für die Volumina Va und Vb wobei die Hydraulikflüssigkeit in gleichem Mass, wie sich die Volumina Va, Vb verändern, über die Öffnung 32a in den Zylinderteilraum 29a ein- und über die Öffnung 32b aus dem Teilzylinderraum 29b ausströmt.
Fig. 3 zeigt das Zusammenwirken miteinander kommunizierend verbundener Hydraulikzylinder bei einer Anordnung mit zwei Hydraulikzylindern, im gezeigten Beispiel mit den beiden einander gegenüberliegenden Hydraulikzylindern 22a und 22a'.
In einem normalen Betriebszustand, wie er beispielsweise bei Geradeausfahrt eines Zuges herrscht, werden zwischen zwei benachbarten Wagenkästen 10 nur geringe Kräfte übertragen. Die Kolben 30 in den beiden Hydraulikzylindern 22a, 22a' sind in einer Grundstellung, üblicherweise in der Mitte des Zylinderraumes 29. Wird nun eine Kurve eingeleitet, so verkleinert sich der Abstand D der beiden Wagenkästen 10 auf der Kurveninnenseite (D1) und vergrössert sich entsprechend auf der Kurvenaussenseite (D2). Entsprechend wird auch die Länge des Hydraulikzylinders 22a auf der Kurveninnenseite verkürzt und die Länge des Hydraulikzylinders 22a' auf der Kurvenaussenseite vergrössert. Im Innern der Hydraulikzylinder 22a, 22a' verschiebt sich der Kolben 30 so, dass sich der Zylinderteilraum 29a entsprechend verkleinert bzw. vergrössert. Da die entsprechenden Volumina Va der Hydraulikflüssigkeit über eine Sammelleitung 40a kommunizierend verbunden sind, bewirkt jede Verkürzung des Hydraulikzylinders 22a automatisch eine Verlängerung des Hydraulikzylinders 22a'. Bei der Übertragung der Kräfte zwischen zwei verbundenen Wagenkästen 10, die beim gewählten Beispiel auf zwei entgegengesetzten Seiten erfolgt, nämlich auf der Kurveninnen- bzw. aussenseite, ergibt sich über die kommunizierenden Hydraulikvolumina Va automatisch eine optimale Kraftverteilung zwischen den beiden Verbindungen.
In gleicher Weise wie die Hydraulikvolumina Va sind auch die Volumina Vb über eine Sammelleitung 40b verbunden. Das Totalvolumen VA als Summe der Teilvolumina Va ist vom Totalvolumen VB als Summe der Teilvolumina Vb durch ein zwischen den Sammelleitungen 40a, b angeordnetes Überlastventil 42 getrennt. Dieses Überlastventil 42 dient dazu, dass beim Überschreiten des höchstzulässigen Betriebsdruckes in den Hydraulikzylindern, z.B. infolge eines Aufpralls ein Teil des Gesamtvolumens VA von der Sammelleitung 40a über das Überlastventil 42 in die Sammelleitung 40b strömt und demzufolge das Gesamtvolumen VB vergrössert. Je nach Richtung der einwirkenden Kräfte kann auch ein Teil des Gesamtvolumens VB in das Gesamtvolumen VA fliessen.
Das Grundprinzip des in Fig. 3 gezeigten Beispiels mit zwei zusammenwirkenden Hydraulikzylindern 22a, 22a' kann selbstverständlich auf beliebige Gruppen von Hydraulikzylindern 22, 24, 26 angewendet werden. Ebenso können die Hydraulikvolumina einer oder mehrerer Gruppen von Hydraulikzylindern zu einem oder mehreren Hydraulikvolumina kommunizierend verbunden sein.
Es ist auch möglich, in die Sammelleitungen 40a, b Pumpen zu schalten, um ggf. den Hydraulikdruck zu erhöhen oder anstelle des Überlastventils 42 die Gesamtvolumina VA bzw. VB zu verändern. Derartige Pumpen können beispielsweise über Kraftsensoren gesteuert werden, so dass bei sich verändernden Kräfteverhältnissen eine weiter optimierte Steuerung der Hydraulikzylinder erfolgen kann. Durch entsprechende Wahl von Durchströmquerschnitten für die Hydraulikflüssigkeit oder durch in Hydraulikleitungen geschaltete Ventile mit veränderbarem Durchströmquerschnitt können die Hydraulikzylinder in ihren Steifigkeits- und Dämpfungs-Charakteristiken individuell optimal eingestellt werden.
Wie in Fig. 1 beispielhaft gezeigt, können die in verschiedene Gruppen zusammengefassten (in der Zeichnung nicht dargestellt) Hydraulikzylinder in unterschiedlichen Richtungen kraftoptimal über den Umfangbereich 20 der Stirnseiten 18 der Wagenkästen 10 verteilt angeordnet sein, teils in Wagenlängsrichtung x zur Aufnahme der Längskräfte, teils schief dazu zur Aufnahme von Querkräften oder von Torsionskräften bezüglich der Drehachse z des Wagenkastengelenks. Im gezeigten Beispiel sind die Hydraulikzylinder 22b, 22c bzw. 22b', 22c' schief zur Wagenlängsrichtung x angeordnet.

Claims (9)

  1. Anordnung mit wenigstens zwei gelenkig verbundenen Wagenkästen (10), beispielsweise für Gliederzüge, Gelenkstrassenbahnen, U-Bahnen und Gelenkbusse,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verbindung zwischen benachbarten Wagenkästen (10) über Hydraulikzylinder (22,24,26) erfolgt, wobei jeweils wenigstens zwei Hydraulikzylinder (22a, 22a') über ihre Hydraulikvolumina (Va, Vb) unter Bildung eines gemeinsamen Hydraulikvolumens (VA, VB) kommunizierend verbunden sind.
  2. Wagenkastenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinder (22,24,26) in wenigstens einer Gruppe über wenigstens ein gemeinsames Hydraulikvolumen VA, VB verbunden sind.
  3. Wagenkastenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsamen Hydraulikvolumina (VA, VB) über ein bei Überschreiten eines maximal zulässigen Hydraulikdruckes sich öffnendes oder öffenbares Sperrventil (42) verbunden sind.
  4. Wagenkastenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement ein Überlastventil (42) ist.
  5. Wagenkastenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsamen Hydraulikvolumina (VA, VB), ggf. über ein Drosselventil, mit einem Druckspeicher verbunden sind.
  6. Wagenkastenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinder (22,24,26) über den Umfangbereich (20) der Stirnflächen (18) der verbundenen Wagenkästen (10) kraftoptimal verteilt angeordnet sind.
  7. Wagenkastenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Hydraulikzylindern (22,24,26) und dem Umfangbereich (20) der Stirnflächen (18) der verbundenen Wagenkästen (10) Federelemente angeordnet sind.
  8. Wagenkastenanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinder (22,24,26) in Wagenkastenlängsrichtung (x) zur Aufnahme von Längskräften und schief dazu zur Aufnahme von Quer- und/oder Torsionskräften ausgerichtet sind.
  9. Verwendung einer Wagenkastenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für Gliederzüge, Gelenkstrassenbahnen, U-Bahnen und Gelenkbusse.
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