EP1077855B1 - Rail vehicle - Google Patents
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- EP1077855B1 EP1077855B1 EP99923591A EP99923591A EP1077855B1 EP 1077855 B1 EP1077855 B1 EP 1077855B1 EP 99923591 A EP99923591 A EP 99923591A EP 99923591 A EP99923591 A EP 99923591A EP 1077855 B1 EP1077855 B1 EP 1077855B1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- rail vehicle
- vehicle according
- segment
- segments
- track
- Prior art date
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
- B61D3/00—Wagons or vans
- B61D3/10—Articulated vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
- B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
Definitions
- the invention relates to a rail vehicle for operation on conventional, running below Railway tracks, with a hull comprising a plurality in succession arranged, substantially rigid body segments, each having at least one Support pair of wheels on the track and at their ends facing each other segment connections have which adjacent fuselage segments hinged and detachable to each other Couple, the outer contour of the fuselage segments continue between them and when driving of track curves, crests and dips form a distance compensation.
- car-structured vehicles For driving on conventional rail networks car-structured vehicles are known, in which the individual wagons have pull and push devices, for instance in the form of a central buffer coupling, connected to each other.
- the transitions connecting areas between the cars are indeed so disguised that outwardly the impression of a continuous outer contour arises. But this must not hide the fact that it is In any case, these are separate vehicles, each individually a behavior and In particular, have a driving dynamics, by the wheelsets or wheel pairs in the Chassis of individual vehicles are determined.
- the train designed as a coupling / buffer combinations train and shock devices Pressure or tensile forces between the cars. These forces are each central transmitted at the bottom of the vehicles, where the increased rigidity Floor group is located.
- connection region is for pivoting movements of the vehicle links against each other required gap laterally and above usually in the form of a tunnel with a flexible rubber bellows construction closed. This is usually designed that they affect the relative movements of the tracks caused by the track, influenced as little as possible adjacent car units.
- German published patent application DE 4 213 948 A1 discloses a rail vehicle, in which between two Jakobs-style on a common bogie resting Segments in addition a rigid intermediate piece is provided, wherein the one Segment on the intermediate piece about a vertical axis and the other segment on the Intermediate piece about a horizontal axis lying transversely to the longitudinal direction of the segments is rotatably mounted.
- Coupling and buffer elements in the area of the chassis require the diversion of significant Forces from the vehicle shell into the concentrated coupling points. This is reinforced the need for a structurally rigid design of the vehicle shells - in particular to the wagon ends.
- the design principle described can not prevent accident situations in Overstress in the longitudinal direction of the train by impact or the like kink stiffness the train is significantly undersized. Since the car in the ground area are much stiffer than in the construction above, they buckle at Accidental impact on the one hand often from the roof. The train can on the other hand, bend upwards or sideways.
- a rail vehicle is known for operation on a conventional, below the Vehicle running railway track (US-PS 2,865,306).
- the hull of this rail vehicle forms a plurality of successively arranged individually car, which is supported by one or two pairs of wheels on the track, the length of the carriage and the distance The adjacent pairs of wheels is about 20 m.
- this wear is above average.
- this prior art has a longitudinal force flow between the fuselage segments, solely via arranged in the bottom region coupling elements. The diversion of forces to be transmitted between the vehicles in the coupling elements in Ground area requires a rigid design of the vehicle shells, in particular to the longitudinal car ends out.
- a mounted in a high track vehicle which on a pair Rollers running on either side of its hull (FR-A 1 567 343).
- the vehicle has a long body divided into a number of segments.
- the load of the vehicle is transmitted to the rail channel via the laterally arranged wheels.
- the described The monorail system is completely different compared to a normal rail vehicle Support and guidance functions.
- the lateral side is the focus Suspension short, substantially horizontal power flows to the support points.
- Farther takes place in a monorail in cornering the tracking due to the both sides of the Fuselage running rails by indirect application of force in the Rupfsegmente of Vehicle and not - as in conventional rail vehicles - on the below Hull arranged wheels.
- Another difference between the two systems is the need the passage of track and track groups, which is impossible for a monorail. A comparison of both systems is not feasible for various reasons.
- the invention is therefore the task to provide a rail vehicle of the type mentioned, by which reduces the wear on the road and the vehicle and the useful space of the rail vehicle is enlarged.
- the fuselage segments in the longitudinal direction of the track a constant hollow cross-section and have a rigid overall length, in the range of track curves with a radius up to down to 150 m each - a length of less than 6 meters having - fuselage segment with its transverse extension over the track protrudes on both sides by one length, which is substantially constant along the vehicle, and that the segment connections
- the segment connections Have coupling elements, which are for essentially exclusive transfer the power flow between the fuselage segments at their end faces along their outer Contour extending and / or on the front sides of the fuselage segments in the circumferential direction are arranged homogeneously distributed.
- the invention includes the basic technical teaching, on the one hand by a reduction the spans a shortening of the power flows from the load to the wheel contact point and thus to achieve a reduction of the acting bending moments.
- the corresponding lower load allows easier construction of the fuselage segments including their landing gear, which achieves a substantial lightening of the vehicle becomes.
- Both the reduction of the span and the lighter construction of the invention Rail vehicle cause a reduction in the wheel contact forces and the example occur in track curves tracking forces.
- the transition of the longitudinal force flow between the Hull segments on the entire circumference of the hollow section formed by its wall distributed.
- the segment connections take over according to the idea of the invention thus not only the function of the distance compensation between the fuselage segments, but in addition at least part of the joint function, which in the prior art on trolleys and the pulling and pushing devices is distributed.
- This function integration is eliminated such mass-afflicted elements as the pulling and pushing device.
- the uniform Distribution of the longitudinal force flow on the entire cross section avoids the stand The technique required, particularly stiff training of sections with concentrated Force transmission. This will bring more weight gains.
- the longitudinal extent of the fuselage segments is reduced so far that their lateral projection beyond the track also in track curves with a radius down to to 150m along the rail vehicle is substantially constant, is an improved Use of the regulatory clearance space of the guideway prescribed by building regulations allows.
- the fuselage segments can be built with greater transverse extent than this allows the conventional designs. This will make the available Useable space in the rail vehicle increased.
- the jacket of the fuselage segments, except for openings for the wheels, in the circumferential direction substantially closed, so that the rail vehicle takes about the shape of a hinged tube.
- the longitudinal force transmission takes place in a particularly homogeneous manner and the vehicle receives an aerodynamically favorable form.
- the aerodynamic benefits are provided by an execution the exterior surface without significant steps or heels reinforced.
- each fuselage segment has a disposed within its shell, from Wheel pair supported support frame, which is substantially parallel to the rail surface extends over the length and width of the fuselage segment and that at least one essential Part of the load of the coat carries.
- the jacket is substantially freed from the function of carrying vertical loads.
- the load of the jacket, the internals and aggregates and not least the payload (people or goods) are on the support frame on special short distances transferred to the chassis.
- the support frame can by design as a plate or with a corresponding surface simultaneously as Serve inner floor of the vehicle.
- the Adjacent supporting frames of adjacent fuselage segments are in the area of Segment connections with the required clearance preferably elastically connected to each other, for example with the help Elastormer ambiencer plates, with their mobility relative to each other not restricted, but still a closed-to-the-track and about the Whole length of the vehicle is defined extending interior.
- the coat is here attached to the support frame preferably near its transversely facing sides. The Attachment leaves no significant relative movement of the segment jacket and support frame to.
- the connecting line lies between the Centers of the wheels of a pair of wheels in a cross-sectional plane of the associated Hull segment.
- the chassis is freed from the function, the articulation of the rail vehicle to ensure. Rather, the wheel pair always depends on the instantaneous orientation of the associated fuselage segment to the track, in track curves So for example, always in a substantially radial direction. This will be preferred achieved by the already mentioned, direct attachment of the chassis to the support frame.
- necessary intermediate frames such as a bogie frame or other Chassis frame omitted, which leads to an additional lightening of the vehicle.
- the hinge properties in this preferred embodiment are completely on the Transfer segment connections. Elaborate bogies are for tracking not mandatory.
- the pair of wheels can be used with individually guided wheels or, in a particularly simple way, as Wheel set to be formed. In the latter case, the axle of the wheelset coincides with the connecting line between the wheel centers together. Damping and spring elements between chassis and support frame can be provided to improve ride comfort are, but are designed so that the mobility of the pair of wheels on said Cross-sectional level remains limited.
- a pair of wheels is preferably provided under each fuselage segment, which, in the longitudinal direction seen, is arranged centrally below the support frame.
- the pair of wheels or chassis is in the region of a longitudinal side End of the associated (first) support frame arranged so that the (second) Supporting frame of the adjacent there fuselage segment can be supported on it.
- the second support frame projects for this purpose in the longitudinal direction a bit far from its fuselage segment and is releasably attached to the landing gear, so that the separability of the fuselage segments is not affected.
- the suspension in a short, between two Fuselage segments arranged joint and chassis section accommodated by a shell portion with a slightly greater longitudinal extent than the chassis is formed.
- the joint and chassis section is on both sides via segment connections to the adjacent Fuselage segments coupled. Its cross-sectional profile does not differ significantly from the described fuselage segments.
- In the bottom area of the rigid shell section openings are provided for the wheels.
- each hull segment is provided with a joint and chassis section assigned.
- the reconfiguration of train sets therefore always remains one end of a respective one Fuselage segments firmly on its support plate to the associated joint and chassis section coupled.
- the other longitudinal end is provisionally supported, as it moves from trains to Jakobs design is known.
- the joint and chassis section also be completely decoupled from its associated fuselage segment.
- the connection between jacket and support plate in this section is solvable.
- a temporary connection mechanism provided between jacket and chassis.
- the segment connections between each adjacent fuselage segments include an embodiment of the invention, fluid-operated coupling elements. These can formed in a simple manner as circumferentially distributed at the end faces cylinder be.
- the cylinders are preferably double acting to withstand both compressive and tensile forces to be able to transfer.
- the fluid-operated coupling elements are as Rollbalgfedern formed, each one connected to the one end, in a stiff Socket embedded rolling bellows with a predominantly in the circumferential direction of Mantels extending recess have.
- This embodiment has the advantage that the force transmission because of the large extent the coupling elements in the circumferential direction very homogeneously over the segment jacket distributed.
- rolling bellows and pistons can be easily separated from each other designed the profile of the rolling bellows approximately U-shaped and adapted to the piston accordingly is.
- a thickened at the engaging end training of the piston is particularly advantageous.
- the thickening can, seen in longitudinal section, for example, club or circular be.
- Important is on the one hand a rounded shape and on the other hand, a large area proportion facing away from the piston end, but aligned parallel to the end faces sides the thickened piston section.
- the input and execute the piston when connecting or separating two fuselage segments simply designed.
- piston end By the under pressure of the rolling bellows enclosed thickening of the engaging
- piston end a positive connection is made by the Static friction between the pressed surfaces of piston and rolling bellows is reinforced. This allows the Rollbalgfedern both compressive and tensile forces transferred between the hull segments.
- At least the outer surfaces of the piston and rolling bellows made of rubber or made of a different elastomer.
- high static friction forces can be generated.
- such materials are the mechanical and climatic occurring Loads versus sturdy and durable.
- fluids can gases as well as liquids be used.
- the coupling elements described have an elasticity that occurs among all Requirements ensures a high flexibility of the segment connection.
- the bend parallel to the rail surface admitted wherein on the inside of the bow a compression and on the outside a Extension of the segment connection occurs.
- Similar deformations occur in the roof and in the Ground area when driving through track groups or sinks.
- At the entrance in Rail bends are due to the inclination ramp on the outer track adjacent fuselage segments Slightly twisted against each other (twisted).
- both rolling bellows and piston - in to each other "complementary" arrangement - are provided. You can in the circumferential direction connect to each other and preferably have one in each direction relatively short length. As a result, the power conductivity of the segment connections continues homogenized.
- the kinetic energy of the rail vehicle partially converted to work on the fluid and so a simpler and effective mechanism of shock absorption realized.
- the fluid-operated coupling elements are each a segment connection connected for pressure equalization.
- the fluidic to be provided for this purpose Devices are known from the fluidics art.
- This embodiment can also further developed using fluidic switching and control technology be that the inner volumes of at least a portion of the rolling bellows divided into chambers are whose internal pressure is independent of each other rule and / or controllable.
- a further embodiment is to secure the tensile force transmission between the facing one another end faces alternately attached to one of the end faces
- Rolls provided in the circumferential direction guided coupling cable, the ends of which releasably connected to each other.
- the leadership of such an endless rope over rollers allows a tensile force transmission between the segments, without affecting the mobility of the fuselage segments is restricted against each other. It is also found in all relative movements of the Fuselage segments with deviating from the longitudinal direction of movement components automatic compensation of the rope tension instead. For example, the voltage decreases of the rope when passing through a curved track on the arc center point facing Page. At the same time, however, it is growing on the opposite side. This will cause the rope in Pulled towards the opposite side, which in turn ultimately the rope tension is kept constant.
- the rigid fuselage segments are in, in particular Herschaliger, Fiber composite construction executed as a form-reinforced surface structures or in conventional Differential and / or integral construction using semi-finished products Light metal alloys executed.
- Fiber composite construction come as manufacturing technologies basically the prepreg process, the hand lay-up and the vacuum injection process, but especially the winding technology in question. It is possible in materials and production specific way impact energy absorbing areas, sound and Thermal insulation materials and installation ducts to be integrated into the walls.
- the fuselage segments have one significantly shorter length than conventional bogie wagons, especially lengths of less than 6 meters, preferably even only 3 to 5 meters.
- a half-turn of 200 m in length is made up in practice, depending on the segment length from 30 to 50 fuselage segments be.
- FIG. 1 shows a schematic side view of a track 2 traveling on and for its high-speed operation rail vehicle 4. Its drive can - depending on the version - concentrated on one of the longitudinal head segments 6 or on be provided each pair of wheels 8.
- the train is composed of combined entry / exit and Passenger segments 10 and pure passenger segments 12 and 14 without entry and exit area composed.
- Fuselage segments with additional functions are natural depending on the application also executable and can be integrated into the train like the above-mentioned basic units.
- Number and arrangement of the units outlined in the figure are variable.
- the total length such a train will be a maximum of about 400 m.
- On its outer surface are none formed significant gradations or paragraphs.
- the mechanically stiff executed fuselage segments 10 to 14 each resting on one, based on their longitudinal extent, centrally arranged wheel pair 8 and are each about elastic articulated, with the segments substantially cross-sectional segment connections 16 interconnected.
- the vehicle 4 is characterized by a corresponding composition of head segments 6 and Fuselage segments 10 to 14, if necessary, divisible into two half-trains, the driving principle are self-sufficient.
- Figure 2 shows a partially opened side view of a section of the rail vehicle of Figure I in the region of the segment connection 16 between the fuselage segments 12 and 14.
- the segment connection 16 is outwardly from a flush with the Segmentmänteln 18 final membrane 20th surround. This extends over the entire circumference of the shell.
- the one below Interior of the segments subsequent part of the segment connection 16 is in the present Drawn dashed lines, as far as it is covered by the membrane 20, for Clarification but exposed in the middle section.
- the membrane is as below based of Figure 3 is described, embedded with laterally formed piping in grooves 22, at the Segmentmänteln 18 on both sides of the segment connection 16 on the extend the entire scope.
- each Rollbalgfeder extends 24 for a little less than an eighth of the circumference of the mantle.
- Each rolling bellows spring 24 has a fixed to the fuselage segment 14 rolling bellows 26 and a in this about his engaging the entire length and attached to the fuselage segment 12 piston 28.
- the Rolling bellows is embedded in a version, not shown here for clarity, the will be described below with reference to FIG.
- the coupling cable 34 is for securing the Traction transmission as an endless rope over the entire circumference of the segmental casing between the adjacent end faces of the segments 12 and 14 out. there it also passes through the provided with corresponding holes 36 piston 28th
- the bore 36 is in Figure 3a, a view along the line AB in Figure 2 cut view of Segment connection 16, clearly visible.
- the rolling bellows 26 has an approximately U-shaped profile and is for the generation of restoring forces and directional moments under the action of pressure or laterally directed forces by the piston 28 laterally and above, below and behind embedded in a stiff frame 38. Only the piston 28 facing side is open.
- the wall of the rolling bellows 26 typically consists of several elastomer layers, partly with sealing function and partly with protection against mechanical damage and weather conditions. Between these layers is a strengthening layer embedded. The choice of elastomers and the strength member is done accordingly the intended load.
- the piston 28 is external for protection and generation a relatively high coefficient of friction in contact with the rolling bellows 26 as well Surrounded by an elastomer layer, but not bendable in the core.
- the membrane 20 is made of an elastomer and contributes to the transmission of tensile force between segments 12 and 14 at.
- Clearly recognizable in this presentation are her Both sides formed piping 40 which are inserted into the grooves 22. Before a breakup the segments 12 and 14, the membrane 20 and the coupling cable 34 are first removed.
- FIG. 3b shows a longitudinal section profile of an alternative segment connection 16 '. It differs mainly by a thickening of the piston 28 'at his in the Rolling bellows 26 'engaging end 44. It is here about club-shaped.
- the fluid pressure is lowered. After insertion If the pressure is increased and the rolling bellows 26 'surrounds the thickened portion 44 through to the piston skirt 46.
- the rolling bellows has a slight broadening of its chambers for this purpose at the ends of the legs of the U-shaped profile.
- the version 38 ' is at the Segment 12 side facing only so far closed that the insertion of the piston 28 ' is not obstructed in the rolling bellows 38 '.
- the rolling bellows spring offers in this Variant even with the occurrence of tensile forces an elastic resistance, the can be used for power transmission, without the flexibility of the segment connection Restrict 16 'compared to the construction described above.
- FIG. 4 shows a possible arrangement of roller bellows 26 (or 26 ') on one end face of the roller bellows 26 (or 26') Mantels 18 of the fuselage segment 14.
- a total of eight rolling bellows 26 are in the circumferential direction one behind the other arranged. In between is in each case a deflection roller 32 for the coupling cable 34th arranged.
- the use of the coupling cable 34 is not required if the alternative Construction of the segmental connections 16 'is used. In this case, the Bellows extend at the front over the entire circumference.
- FIG. 5 shows a simplified longitudinal sectional view of an alternative construction of the invention Rail vehicle. Shown are two segments 12 'and 14' with it extending therein supporting frames 48 and 50. Unlike the one shown in Figure I. Embodiment here is the chassis 8 not in the middle, but at the end of the longitudinal extent the support frame 48 is arranged. The support frame 48 is fixed to the chassis 8, but elastically connected, which is symbolically indicated in Figure 5 by a spring. A Movement of the chassis relative to the support frame and the firmly associated segment jacket 18 ', however, is exclusively in a cross-sectional plane of the fuselage segment 12 'possible.
- the support frame 48 does not extend in this arrangement over the entire length of Hull segment 12 '.
- the support frame 50 of the adjacent fuselage segment protrudes 14 'beyond its longitudinal extension into the segment 12' into it and is also on the chassis 8 in the same manner as the support frame 48 stored.
- the support frame 50 is but releasably connected to the chassis 8 to the separability of the fuselage segments 12 ' and 14 'apart. Both supporting frames are connected to each other by a connecting piece 52 elastically connected, so that their mobility against each other is not limited but the interior of the segments is isolated from the underbody area.
- a section 54 of the fuselage segment 12 ' is formed in which concentrates the joint and chassis functions are.
- connection of the support frames 48 and 50 with the jacket 18 and 18 'of the fuselage segments is basically fixed in all embodiments.
- Sheath and support frame form at the railway vehicle according to the invention a vehicle dynamic unit, wherein the load of Mantels supported by the support frame and is transmitted to the pair of wheels.
- this principle is fundamentally not deviated from However, in the area of the joint and chassis section 54 a slight mobility the support plate allowed relative to the jacket. This flexibility will help you made of a special connecting element 56.
- FIG. 6 a shows an example of such a connection element 56 in a cross-sectional view. shown in Figure 6b in a perspective view.
- the connecting elements 56 are arranged on both transverse sides of the support frame 48 and 50 opposite one another. In each case a plurality of connecting elements 56 arranged one behind the other be.
- the connecting element 56 has a rectangular back plate 58 which is connected to the body shell 18 'is connected. In the present embodiment, this is a simple screw provided, for which the back plate 58 has a plurality of holes 60. From the back plate 58, a cylindrical pin 62 extends to the transverse side of the support frame 48 out.
- the back plate 58 and the pin 62 are integrally made of a rigid Material, preferably made of metal. From about half to the front end its longitudinal extension is the pin 62 of a firmly connected with him rubber jacket 64 surrounded.
- This is made of an outer jacket firmly attached to it 66 which extends beyond the end of the pin 62 and thereby to the support plate 48 tapers towards the transverse side with a slot-shaped opening 68 fixed to include.
- the support plate can not be moved relative to the opening 68.
- a screw connection between the support plate 48 and the outer shell 66 of the connecting element provided.
- the support plate and the pin 62 are at a small distance from each other arranged so that the support plate 48 together with the outer shell 18'- maximum up to the stop on the pin 62 - a piece to move on this, the Rubber sheath 64 is elastically deformed, the kinetic energy of the support plate 48 across the Track receives and generates a deflection of the opposing restoring force.
- this distance allows a tilting movement of the support frame 48 together with the outer shell 66 against the pin 62.
- a slow inclination of the support frame 48 against the segmental casing occurs at inclination ramps of the outer rail when entering or Exit from railroad tracks on.
- Short-term or high-frequency tilting movements for example Due to unevenness of the rails, are due to the rubber-metal construction of the connecting element 56 is damped.
- the maximum tilt angle of the support plate against the pin is characterized by the low compressibility of the elastomer, from the the rubber jacket 64 is made, limited between the outer shell 66 and the pin 62. Beyond this limit, inclinations appear on the hull mantle transfer.
- the first connecting element 56 thus allows on the one hand the Transmission of tracking forces on the joint and chassis section 54 of the segmental jacket. On the other hand, it dampens the transmission of short-term and high-frequency pulses from the rails over the chassis and the support plate to the segment jacket.
- the transverse extent of the support frames is slightly smaller in this section 54 than in the other Fuselage segment sections
- FIG. 7 shows a fuselage segment 70 of a further embodiment of the invention in FIG a schematic cross-sectional view shown.
- the chassis 8 its connection to here designed as a plate support frame 72 has been explained above, is here by a Wheelset indicated, whose wheels through openings, outside the cross-sectional plane lie, protrude from the fuselage mantle to the track 2 out. A deflection of the wheels is not provided.
- Above the support frame 72 may, if necessary, additional Damping and suspension stages, a (not shown here) inner bottom are stored, which is supported with all the load applied to the support frame 72. It is a common one Two seating 74 with aisle provided. It turns out that compared to conventional Vollbahn vehicles the standard gauge a considerable gain in space is achieved.
- the Width b of the illustrated fuselage segment 70 is, for example, 3.30 m, which is why Particularly noteworthy is because this width is practically the entire length of the train to Available. This also salons in the restaurant car with bilateral Set up two-seater, which brings improved usability as the number Passengers per train length is increased. The comfort is even increased.
- a variety of uses are possible. So one can be Segment, for example, a kitchen or a bicycle compartment accommodate.
- the number of With doors provided segments can be adjusted to the individual traffic conditions configure. In local transport, the number of door areas with standing opportunities is corresponding bigger. For night traffic can be provided spacious sleeping compartments.
- segment jacket to the track down to the Wheel area inside - the wheels partly overlapping laterally - extends. Possibly a fairing can even cover the entire floor area except the wheel openings lock in.
- the invention is not limited in its execution to the above preferred embodiments. Rather, a number of variants is possible, which make use of the illustrated solution in a different kind of execution.
- the reinforced or self-reinforcing plastic construction Although preferred under lightweight aspects, but it is also a light metal construction, for example or a steel skeleton composite construction with plastic or light metal planking possible.
- thermosets are in plastic construction - in compliance with Cost situation - in principle also carbon or polymer fiber reinforced thermosets or thermoplastics can be used, where appropriate, in an advantageous manner by incorporating aligned Reinforcement material a on or u.U. also biaxial preferred orientation imprinted becomes.
- elastomer in addition to rubber, for example, elastomers based on PU foam O.A. be used.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug zum Betrieb auf herkömmlichen, unterhalb verlaufenden Eisenbahngleisen, mit einem Rumpf umfassend eine Mehrzahl hintereinander angeordneter, im wesentlichen starrer Rumpfsegmente, die sich jeweils über mindestens ein Radpaar auf dem Gleis abstützen und die an ihren einander zugewandten Enden Segmentverbindungen haben, welche benachbarte Rumpfsegmente gelenkig und lösbar aneinander koppeln, die äußere Kontur der Rumpfsegmente zwischen diesen fortsetzen und beim Befahren von Gleisbögen, -kuppen und -senken einen Distanzausgleich bilden.The invention relates to a rail vehicle for operation on conventional, running below Railway tracks, with a hull comprising a plurality in succession arranged, substantially rigid body segments, each having at least one Support pair of wheels on the track and at their ends facing each other segment connections have which adjacent fuselage segments hinged and detachable to each other Couple, the outer contour of the fuselage segments continue between them and when driving of track curves, crests and dips form a distance compensation.
Zum Befahren herkömmlicher Schienennetze sind in Wagen gegliederte Fahrzeuge bekannt, bei denen die einzelnen Wagen über Zug- und Stoßeinrichtungen, etwa in Form einer Mittelpufferkupplung, miteinander verbunden sind. Die Übergänge aufweisenden Verbindungsbereiche zwischen den Wagen sind dabei zwar so verkleidet, daß äußerlich der Eindruck einer durchgehenden Außenkontur entsteht. Dies darf aber nicht darüber hinwegtäuschen, daß es sich in jedem Fall um getrennte Fahrzeuge handelt, welche jeweils einzeln ein Verhalten und insbesondere eine Fahrdynamik aufweisen, die durch die Radsätze bzw. Radpaare in den Fahrwerken der einzelnen Fahrzeuge bestimmt werden.For driving on conventional rail networks car-structured vehicles are known, in which the individual wagons have pull and push devices, for instance in the form of a central buffer coupling, connected to each other. The transitions connecting areas between the cars are indeed so disguised that outwardly the impression of a continuous outer contour arises. But this must not hide the fact that it is In any case, these are separate vehicles, each individually a behavior and In particular, have a driving dynamics, by the wheelsets or wheel pairs in the Chassis of individual vehicles are determined.
Die als Kupplungs-/Puffer-Kombinationen ausgebildeten Zug- und Stoßeinrichtungen übertragen Druck- bzw. Zugkräfte zwischen den Wagen. Diese Kräfte werden dabei jeweils zentral im unteren Bereich der Fahrzeuge übertragen, wo sich die eine erhöhte Steifigkeit aufweisende Bodengruppe befindet.The train designed as a coupling / buffer combinations train and shock devices Pressure or tensile forces between the cars. These forces are each central transmitted at the bottom of the vehicles, where the increased rigidity Floor group is located.
In dem genannten Verbindungsbereich ist der für Schwenkbewegungen der Fahrzeugglieder gegeneinander erforderliche Spalt seitlich und oben meist in Form eines Tunnels mit einer flexiblen Gummibalgenkonstruktion verschlossen. Diese wird üblicherweise so ausgelegt, daß sie die durch den Gleisverlauf verursachten Relativbewegungen der durch sie verbundenen, benachbarten Wageneinheiten möglichst wenig beeinflußt.In the said connection region is for pivoting movements of the vehicle links against each other required gap laterally and above usually in the form of a tunnel with a flexible rubber bellows construction closed. This is usually designed that they affect the relative movements of the tracks caused by the track, influenced as little as possible adjacent car units.
Die Ausführung der Segment-Übergangseinrichtung, insbesondere der Balgenkonstruktionen, ist zwar Gegenstand ständiger Weiterentwicklungen gewesen, am zugrundeliegenden Konstruktionsprinzip wurde jedoch nichts geändert.The execution of the segment transition device, in particular the bellows constructions, Although it has been the subject of constant further developments, the underlying Construction principle, however, nothing was changed.
So ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 4 213 948 A1 ein Schienenfahrzeug bekannt, bei dem zwischen zwei nach Jakobs-Bauart auf einem gemeinsamen Drehgestell aufliegenden Segmenten zusätzlich ein starres Zwischenstück vorgesehen ist, wobei das eine Segment an dem Zwischenstück um eine vertikale Achse und das andere Segment an dem Zwischenstück um eine quer zur Längsrichtung der Segmente liegende, horizontale Achse drehbar gelagert ist. Durch diese Anordnung soll unter anderem die Übertragung von Längsdruckkräften im Wagenverbund verbessert und ein Ineinanderschieben der Segmente bei einem Aufprall verhindert werden.For example, German published patent application DE 4 213 948 A1 discloses a rail vehicle, in which between two Jakobs-style on a common bogie resting Segments in addition a rigid intermediate piece is provided, wherein the one Segment on the intermediate piece about a vertical axis and the other segment on the Intermediate piece about a horizontal axis lying transversely to the longitudinal direction of the segments is rotatably mounted. By this arrangement, among other things, the transmission of longitudinal compressive forces Improved in the car network and a nesting of the segments at to prevent an impact.
Da bei dieser Lösung letztlich nur die Relativbewegungen zwischen den benachbarten Wagen auf getrennte Drehbewegungen um zwei zueinander senkrechte Achsen aufgeteilt werden, bleibt es auch hier bei einer Kraftumleitung aus den Segmenten in die im Fahrwerksbereich gelegenen Verbindungselemente.As with this solution ultimately only the relative movements between the adjacent car divided into separate rotational movements about two mutually perpendicular axes, It remains here at a power diversion from the segments in the chassis area located fasteners.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 22 32 279 ist ferner eine Modifikation der klassischen
Gummibalgenkonstruktion bekannt, mit der Relativbewegungen zwischen den Fahrzeuggliedern
dämpfend stabilisiert werden sollen. Hierzu dient eine Ausführung der Seitenteile
als nut- und federartig ineinandergreifende Hohlgummiprofile in Verbindung mit einem
einstellbaren Innendruck.From the German
Auch hier handelt es sich um Übergänge zwischen normal gekuppelten Langfahrzeugen, bei denen die Gummibalgen eine Art Stoßdämpferfunktion ausüben, wie sie bei Gliederfahrzeugen sonst durch im Gelenkbereich vorhandene, konzentrierte Dämpferelemente erreicht wird. Darüber hinaus ist hier das herkömmliche System von flexibel gekuppelten Langfahrzeugen nicht geändert.Again, these are transitions between normally coupled long vehicles, at which the rubber bellows perform a kind of shock absorber function, as in articulated vehicles otherwise achieved by existing in the joint area, concentrated damper elements becomes. In addition, here is the conventional system of flexibly coupled long vehicles not changed.
Die Offenlegungsschrift DE 196 17 978 A1 offenbart ein Schienenfahrzeug für den Personennahverkehr, dessen Wagen ein in ihrer Längserstreckung mittig unterhalb angeordnetes Fahrgestell mit vier Rädern haben. Die Verbindung zwischen benachbarten Wagenkästen erfolgt freischwebend mit Hilfe eines Gelenks, das von zwei flach gefaßten Drehkränzen gebildet wird. Der Kraftfluß zwischen benachbarten Wagen wird dadurch wie bei den vorgenannten Lösungen auf einen engen Abschnitt im unteren Fahrzeugbereich konzentriert. Dies erfordert eine entsprechend robuste Struktur der Wagenkästen in diesem Bereich.The published patent application DE 196 17 978 A1 discloses a rail vehicle for passenger transport, the car a centrally located below in its longitudinal extent Chassis with four wheels have. The connection between adjacent car bodies Freischwebend with the help of a joint formed by two flat-set turntables becomes. The power flow between adjacent cars is characterized as in the aforementioned Solutions focused on a narrow section in the lower vehicle area. This requires a correspondingly robust structure of the car bodies in this area.
Aus der Offenlegungsschrift DE 3 124 682 A1 ist auch eine Wagenübergangseinrichtung für ein spurgeführtes Hochgeschwindigkeitsfahrzeug bekannt, bei der mehrteilige, aufblasbare Hohlkammerprofile mit über den Innendruck automatisch einstellbarer Steifigkeit vorgesehen sind. Hiermit soll eine in allen Fahrzuständen aerodynamisch vorteilhafte, schmutzdichte und wirksam geräuschdämmende Verkleidung des Verbindungsbereiches gesichert werden. Dabei stellt die variable Verkleidung des Übergangsbereichs lediglich eine Maßnahme dar, welche für die Verbindung benachbarter Wageneinheiten höchstens von sekundärer Bedeutung ist. Das Konzept der Verbindung langer Wageneinheiten über konzentrierte Kupplungselemente wird auch hier nicht verlassen. From the patent application DE 3 124 682 A1 is also a car transition device for a track-guided high-speed vehicle known in the multi-part, inflatable Hollow chamber profiles provided with over the internal pressure automatically adjustable stiffness are. This is a in all driving conditions aerodynamically advantageous, dirt-tight and effectively soundproofing lining of the connection area are secured. there the variable fairing of the transition area is merely a measure which for the connection of adjacent car units at most of secondary importance is. The concept of connecting long carriage units via concentrated coupling elements will not leave here either.
Obgleich die herkömmliche Konstruktion von Langfahrzeugen mit konzentrierter Kraftüberleitung an den Wagenenden und zwei gegenüber den Wagenenden leicht zur Fahrzeugmitte hin versetzten Drehgestellen ein eingeführtes Standardkonzept ist, zeigt sich, daß hierbei nahezu alle konstruktiven Nachteile vereinigt sind, wenn man einmal von dem einzigen Vorteil der relativen Konzentration der Aggregate wie Radpaare und Versorgungseinrichtungen absieht.Although the conventional construction of long vehicles with concentrated power transmission at the ends of the wagon and two opposite the wagon ends easily to the center of the vehicle shifted bogies is an introduced standard concept, it turns out that this Almost all constructive disadvantages are united, once one of the only advantage the relative concentration of aggregates such as pairs of wheels and utilities apart.
Lange Wageneinheiten bedingen große Abstände zwischen Fahrwerken, die die Last der Wageneinheiten stützen und auf den Gleiskörper übertragen. Große Stützweiten bedingen jedoch eine große Last pro Radpaar und erfordern gleichzeitig eine entsprechend steife und robuste, und daher schwere Konstruktion der Wagenkästen und Fahrwerke.Long car units require large distances between suspensions, which reduces the load of the Support car units and transferred to the track body. Large spans condition However, a large load per pair of wheels and at the same time require a correspondingly stiff and robust, and therefore heavy construction of the car bodies and chassis.
Kupplungs- und Pufferelemente im Bereich des Fahrgestells erfordern die Umleitung erheblicher Kräfte aus der Fahrzeugschale in die konzentrierten Kupplungspunkte. Dies verstärkt die Notwendigkeit einer konstruktiv steifen Auslegung der Fahrzeugschalen - insbesondere zu den Wagenenden hin.Coupling and buffer elements in the area of the chassis require the diversion of significant Forces from the vehicle shell into the concentrated coupling points. This is reinforced the need for a structurally rigid design of the vehicle shells - in particular to the wagon ends.
Da die bei der Konstruktion zu berücksichtigenden Flächenträgheitsmomente bei linearer Vergrößerung der Längenabmessungen mit höherer Potenz steigen, wird ersichtlich, welcher konstruktive Aufwand bei der Aussteifung bisheriger Langfahrzeuge betrieben werden muß-te. Die dadurch bedingte hohe Last pro Radpaar erzeugt hohe Radaufstandskräfte am Gleis und beschleunigt den Verschleiß von Fahrbahn und Rädern. Ein hoher Aufwand zu deren Wartung ist die Folge.Since the area moments of inertia to be considered in the construction are linear As the length dimensions increase with higher power, it becomes apparent which constructive effort in the stiffening of existing long-distance vehicles had to be operated te. The resulting high load per pair of wheels generates high wheel contact forces on the track and accelerates the wear of the road and wheels. A lot of effort to their Maintenance is the result.
Das beschriebene Konstruktionsprinzip kann nicht verhindern, daß in Unfallsituationen bei Überbeanspruchung in Längsrichtung des Zuges durch Stöße oder dergleichen die Knicksteifigkeit des Zugverbandes wesentlich unterdimensioniert ist. Da die Wagen im Bodenbereich wesentlich steifer ausgebildet sind als im Bereich des Aufbaus darüber, knicken sie bei unfallartiger Stoßbeanspruchung zum einen häufig vom Dach her ein. Der Zugverband kann zum anderen nach oben oder seitlich ausknicken.The design principle described can not prevent accident situations in Overstress in the longitudinal direction of the train by impact or the like kink stiffness the train is significantly undersized. Since the car in the ground area are much stiffer than in the construction above, they buckle at Accidental impact on the one hand often from the roof. The train can on the other hand, bend upwards or sideways.
Als nachteilig erkannt wurden neben den schon erwähnten Punkten: hohe Anforderungen an enge Spurkanaltoleranzen, die schlechte Raumausnutzung und schlechte Aerodynamik der unterbrochenen, relativ schmalen und hohen Kastenform. Auch sind die Durchgangsbereiche eingeschränkt, und im Wagen-Verbindungsbereich treten große relative Positionsänderungen auf, welche durch die Segmentverbindungen aufgefangen werden müssen. Das Passieren von Wagenübergängen macht diese Problematik jedem Reisenden deutlich. Apart from the points already mentioned, the following were recognized as disadvantageous: high demands narrow track channel tolerances, poor space utilization and poor aerodynamics interrupted, relatively narrow and tall box shape. Also, the passage areas limited, and in the car-connection area large relative position changes occur on, which must be absorbed by the segment connections. Passing Carriage transitions makes this problem clear to every traveler.
Auch Drehgestelle, die nach Jakobs-Bauart von den benachbarten Wagen gemeinsam genutzt werden, lösen nur einen Teil des Problems. Zum einen treten die mit der konzentrierten Kraftüberleitung verbundenen Probleme noch verstärkt auf. Die Kraftüberleitung erfolgt nur noch punktuell im Bereich der Drehzapfen des gemeinsamen Drehgestells. Zum anderen ist eine einfache Trennung der Wagen nicht mehr möglich. Schließlich kann wegen des vergrößerten und ausschließlich zum Krümmungsmittelpunkt gerichteten zusätzlichen Überstands in Kurven bei Fahrzeugen nach Jakobsbauart eine beschränkte Fahrzeuglänge nicht überschritten werden.Also bogies, the Jacob-type shared by the neighboring cars will only solve part of the problem. On the one hand, those with the concentrated one Power transmission related problems are still compounded. The power transfer takes place only still punctually in the area of the pivot of the common bogie. The other is a simple separation of the car is no longer possible. Finally, because of the enlarged and exclusively to the center of curvature directed additional supernatant in curves on vehicles according to Jakobsbauart a limited vehicle length not exceeded become.
Bekannt ist ein Schienenfahrzeug zum Betrieb auf einem herkömmlichen, unterhalb des Fahrzeugs verlaufenden Eisenbahngleises (US-PS 2.865.306). Den Rumpf dieses Schienenfahrzeuges bildet eine Mehrzahl hintereinander einzeln angeordneter Wagen, die sich über ein oder zwei Radpaare auf dem Gleis abstützen, wobei die Wagenlänge und der Abstand der benachbarten Radpaare ca. 20 m beträgt. Dieser große Abstand der Radpaare belastet, aufgrund der damit verbundenen großen Lasteinträge, die Schienen und die Räder stark. Besonders im Bereich von Gleisbögen ist dieser Verschleiß überdurchschnittlich stark. Darüber hinaus weist dieser Stand der Technik einen Längskraftfluß zwischen den Rumpfsegmenten, allein über im Bodenbereich angeordnete Kopplungselemente auf. Die Umleitung von zwischen den Fahrzeugen zu übertragenden Kräften in die Kopplungselemente im Bodenbereich erfordert eine steife Auslegung der Fahrzeugschalen, insbesondere zu den längsseitigen Wagenenden hin. Dies erhöht den Konstruktionsaufwand und das Gewicht der Wagen. Weiterhin ist die Aussteifung der Wagen zu den Längsenden hin mit einer Einschnürung des Hohlquerschnittes der Wagen in diesem Bereich vorhanden. Durch die steife und verstärkte Auslegung der Fahrzeugschalen und die großen Wagenlängen kommt es neben der Gewichtszunahme zu relativ großen seitlichen Überständen der Wagen in Gleisbögen.A rail vehicle is known for operation on a conventional, below the Vehicle running railway track (US-PS 2,865,306). The hull of this rail vehicle forms a plurality of successively arranged individually car, which is supported by one or two pairs of wheels on the track, the length of the carriage and the distance The adjacent pairs of wheels is about 20 m. This great distance of the wheel pairs loaded due to the associated large load entries, the rails and the wheels strong. Especially in the area of track arches this wear is above average. Moreover, this prior art has a longitudinal force flow between the fuselage segments, solely via arranged in the bottom region coupling elements. The diversion of forces to be transmitted between the vehicles in the coupling elements in Ground area requires a rigid design of the vehicle shells, in particular to the longitudinal car ends out. This increases the design effort and the weight of the Dare. Furthermore, the stiffening of the car to the longitudinal ends is with a constriction the hollow cross-section of the car in this area available. By the stiff and increased design of the vehicle shells and the large car lengths come next the increase in weight to relatively large lateral projections of the cars in track curves.
Weiterhin bekannt ist ein in ein Hochgleis eingehangenes Fahrzeug, welches auf einem Paar beiderseits seines Rumpfes verlaufenden Schienen rollt (FR-A 1 567 343). Das Fahrzeug hat eine langen, in eine Anzahlt von Segmenten gegliederten Rumpf. Die Last des Fahrzeuges wird auf den Schienenkanal über die seitlich angeordneten Räder übertragen. Die beschriebene Hängebahn beinhaltet im Vergleich zu einem normalen Schienenfahrzeug völlig andere Stütz- und Spurführungsfunktionen. Bei einer Hängebahn bedingt die schwerpunktnahe seitliche Aufhängung kurze, im wesentlichen horizontale Kraftflüsse zu den Stützstellen. Weiterhin erfolgt bei einer Hängebahn in Kurvenfahrt die Spurführung aufgrund der beiderseits des Rumpfes verlaufenden Schienen durch mittelbare Krafteinleitung in die Rupfsegmente des Fahrzeuges und nicht - wie bei herkömmlichen Schienenfahrzeugen - auf die unterhalb des Rumpfes angeordneten Räder. Ein weiterer Unterschied beider System ist die Notwendigkeit des Durchfahrens von Gleiskamm und Gleiskuppen, was für eine Hängebahn unmöglich ist. Ein Vergleich beider Systeme ist aus verschienen Gründen nicht machbar. Also known is a mounted in a high track vehicle, which on a pair Rollers running on either side of its hull (FR-A 1 567 343). The vehicle has a long body divided into a number of segments. The load of the vehicle is transmitted to the rail channel via the laterally arranged wheels. The described The monorail system is completely different compared to a normal rail vehicle Support and guidance functions. In the case of a monorail system, the lateral side is the focus Suspension short, substantially horizontal power flows to the support points. Farther takes place in a monorail in cornering the tracking due to the both sides of the Fuselage running rails by indirect application of force in the Rupfsegmente of Vehicle and not - as in conventional rail vehicles - on the below Hull arranged wheels. Another difference between the two systems is the need the passage of track and track groups, which is impossible for a monorail. A comparison of both systems is not feasible for various reasons.
Ausgehend von den Lösungen des Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art anzugeben, durch welches der Verschleiß an Fahrbahn und Fahrzeug verringert und der Nutzraum des Schienenfahrzeugs vergrößert wird.Based on the solutions of the prior art, the invention is therefore the task to provide a rail vehicle of the type mentioned, by which reduces the wear on the road and the vehicle and the useful space of the rail vehicle is enlarged.
Die Aufgabe wird für ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Rumpfsegmente in Längsrichtung des Gleises einen gleichbleibenden Hohlquerschnitt und eine starre Baulänge haben, bei der im Bereich von Gleisbögen mit einem Radius bis herab zu 150 m jedes - eine Baulänge von weniger als 6 Metern aufweisende - Rumpfsegment mit seiner Quererstreckung über das Gleis beiderseits um jeweils eine Länge hinausragt, die längs des Fahrzeugs im wesentlichen konstant ist, und daß die Segmentverbindungen Kopplungselemente aufweisen, die sich zur im wesentlichen ausschließlichen Überleitung des Kraftflusses zwischen den Rumpfsegmenten an deren Stirnseiten längs ihrer äußeren Kontur erstrecken und/oder an den Stirnseiten der Rumpfsegmente in Umfangsrichtung homogen verteilt angeordnet sind.The problem is solved for a rail vehicle of the type mentioned in that the fuselage segments in the longitudinal direction of the track a constant hollow cross-section and have a rigid overall length, in the range of track curves with a radius up to down to 150 m each - a length of less than 6 meters having - fuselage segment with its transverse extension over the track protrudes on both sides by one length, which is substantially constant along the vehicle, and that the segment connections Have coupling elements, which are for essentially exclusive transfer the power flow between the fuselage segments at their end faces along their outer Contour extending and / or on the front sides of the fuselage segments in the circumferential direction are arranged homogeneously distributed.
Die Erfindung schließt die grundsätzliche technische Lehre ein, zum einen durch eine Verringerung der Stützweiten eine Verkürzung der Kraftflüsse von der Ladung zum Radaufstandspunkt und damit eine Verringerung der wirkenden Biegemomente zu erzielen. Die entsprechend geringere Belastung erlaubt eine leichtere Konstruktion der Rumpfsegmente einschließlich ihrer Fahrwerke, wodurch eine wesentliche Leichterung des Fahrzeugs erreicht wird. Sowohl die Verringerung der Stützweite als auch die leichtere Konstruktion des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeuges bewirken eine Verringerung der Radaufstandskräfte und der beispielsweise in Gleisbögen auftretenden Spurführungskräfte.The invention includes the basic technical teaching, on the one hand by a reduction the spans a shortening of the power flows from the load to the wheel contact point and thus to achieve a reduction of the acting bending moments. The corresponding lower load allows easier construction of the fuselage segments including their landing gear, which achieves a substantial lightening of the vehicle becomes. Both the reduction of the span and the lighter construction of the invention Rail vehicle cause a reduction in the wheel contact forces and the example occur in track curves tracking forces.
Zum anderen wird erfindungsgemäß die Überleitung des Längskraftflusses zwischen den Rumpfsegmenten auf den gesamten Umfang des von ihrer Wandung gebildeten Hohlquerschnitts verteilt. Die Segmentverbindungen übernehmen nach dem Erfindungsgedanken also nicht nur die Funktion des Distanzausgleichs zwischen den Rumpfsegmenten, sondern zusätzlich zumindest einen Teil der Gelenkfunktion, die beim Stand der Technik auf Fahrwerke und die Zug- und Stoßeinrichtungen verteilt ist. Durch diese Funktionsintegration entfallen solche massebehafteten Elemente wie die Zug- und Stoßeinrichtung. Die gleichmäßige Verteilung des Längskraftflusses auf den gesamten Querschnitt vermeidet die beim Stand der Technik notwendige, besonders steife Ausbildung von Abschnitten mit konzentrierter Kraftüberleitung. Damit werden weitere Leichterungsgewinne erzielt. On the other hand, according to the invention, the transition of the longitudinal force flow between the Hull segments on the entire circumference of the hollow section formed by its wall distributed. The segment connections take over according to the idea of the invention thus not only the function of the distance compensation between the fuselage segments, but in addition at least part of the joint function, which in the prior art on trolleys and the pulling and pushing devices is distributed. This function integration is eliminated such mass-afflicted elements as the pulling and pushing device. The uniform Distribution of the longitudinal force flow on the entire cross section avoids the stand The technique required, particularly stiff training of sections with concentrated Force transmission. This will bring more weight gains.
Indem erfindungsgemäß die Längserstreckung der Rumpfsegmente soweit verringert ist, daß ihr seitlicher Überstand über das Gleis hinaus auch in Gleisbögen mit einem Radius bis hinab zu 150m längs des Schienenfahrzeugs im wesentlichen konstant ist, wird eine verbesserte Nutzung des durch Bauvorschriften vorgegebenen Regellichtraumes des Fahrwegs ermöglicht. Die Rumpfsegmente können mit größerer Quererstreckung gebaut werden, als dies die herkömmlichen Konstruktionsweisen erlauben. Dadurch wird der zur Verfügung stehende Nutzraum im Schienenfahrzeug vergrößert.By the invention, the longitudinal extent of the fuselage segments is reduced so far that their lateral projection beyond the track also in track curves with a radius down to to 150m along the rail vehicle is substantially constant, is an improved Use of the regulatory clearance space of the guideway prescribed by building regulations allows. The fuselage segments can be built with greater transverse extent than this allows the conventional designs. This will make the available Useable space in the rail vehicle increased.
Betrachtet man das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug als Ganzes läßt, so wird deutlich, daß die durch die Vermehrung der Gelenk- und Stützstellen eine längs des Fahrzeugs gleichmäßigere Verteilung der Fahrzeuglast sowie von Spurführungskräften auf das Gleis erzielt wird, wodurch Fahrbahn und Fahrzeug gleichermaßen entlastet werden und ihr Verschleiß wesentlich verringert wird. Die hohe Gelenkigkeit des Zugverbandes führt dazu, daß er sich in nahezu idealer Weise an den Gleisverlauf "anschmiegt", also unter besonders geringer lateral gerichteter Wechselwirkung mit dem Gleis geführt wird. Dies bewirkt, zusammen mit der vergrößerten Breite der Rumpfsegmente, einen Wesentlich erhöhten Fahrkomfort. Auch die Bereiche der Segmentverbindungen können uneingeschränkt, etwa für die Bestuhlung genutzt werden, da der Verbindungsbereich nicht durch enge Durchlässe eingeschränkt ist und aufgrund der hohen, homogen über das Fahrzeug verteilten Gelenkigkeit nur geringe Relativbewegungen zwischen benachbarten Segmenten auftreten.If one considers the rail vehicle according to the invention as a whole leaves, then it becomes clear that by the multiplication of the joint and support points one along the vehicle more even distribution of vehicle load and tracking forces on the track is achieved, which roadway and vehicle are equally relieved and their wear is significantly reduced. The high flexibility of the train leads to the fact that he almost conforms to the course of the track in an almost ideal way, that is, under particularly low laterally directed interaction with the track. This works together with the increased width of the fuselage segments, a significantly increased ride comfort. Also the areas of the segment connections can be unrestricted, for example for the Seating can be used, as the connection area is not restricted by narrow passages is and because of the high, homogeneously distributed over the vehicle articulation only slight relative movements between adjacent segments occur.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Mantel der Rumpfsegmente, bis auf Öffnungen für die Räder, in Umfangsrichtung im wesentlichen geschlossen, so daß das Schienenfahrzeug etwa die Form einer gelenkigen Röhre annimmt. Auf diese Weise erfolgt die Längskraftübertragung in besonders homogener Weise und das Fahrzeug erhält eine aerodynamisch günstige Form. Die aerodynamischen Vorteile werden durch eine Ausführung der Außenoberfläche ohne wesentliche Stufen oder Absätze noch verstärkt.In a preferred embodiment of the invention, the jacket of the fuselage segments, except for openings for the wheels, in the circumferential direction substantially closed, so that the rail vehicle takes about the shape of a hinged tube. In this way the longitudinal force transmission takes place in a particularly homogeneous manner and the vehicle receives an aerodynamically favorable form. The aerodynamic benefits are provided by an execution the exterior surface without significant steps or heels reinforced.
Vorzugsweise hat jedes Rumpfsegment ein innerhalb seines Mantels angeordnetes, vom Radpaar gestütztes Traggestell, das sich im wesentlichen zur Schienenoberfläche parallel über die Länge und Breite des Rumpfsegments erstreckt und das zumindest einen wesentlichen Teil der Last des Mantels trägt. Durch diese Maßnahme wird der Mantel im wesentlichen von der Funktion befreit, vertikale Lasten zu tragen. Dies erlaubt eine leichte, selbsttragende Konstruktion des Mantels. Die Last des Mantels, der Einbauten und Aggregate und nicht zuletzt die Nutzlast (Personen oder Güter) werden über das Traggestell auf besonders kurzen Wegen auf das Fahrwerk übertragen. Günstig ist in diesem Zusammenhang insbesondere eine direkte Verbindung des Fahrwerks mit dem Traggestell. Das Traggestell kann durch Ausgestaltung als Platte oder mit einer entsprechenden Oberfläche gleichzeitig als Innenboden des Fahrzeugs dienen. Es kann aber auch zur Erhöhung des Fahrkomforts unter Zwischenschaltung einer Dämpfungsstufe ein darüber angeordneter, separater Innenboden vorgesehen sein, der über die Dämpfungsstufe auf dem Traggestell gelagert ist. Die aneinandergrenzenden Traggestelle benachbarter Rumpf Segmente sind im Bereich der Segmentverbindungen mit dem erforderlichen Spiel vorzugsweise elastisch miteinander verbunden, etwa mit Hilfe elastormerhaltiger Platten, wobei ihre Beweglichkeit relativ zu einander nicht eingeschränkt, aber trotzdem ein zum Gleis hin geschlossener-und sich über die gesamte Länge des Fahrzeugs erstreckender Innenraum definiert wird. Der Mantel ist dabei am Traggestell vorzugsweise nahe dessen in Querrichtung weisenden Seiten befestigt. Die Befestigung läßt keine wesentliche Relativbewegung von Segmentmantel und Traggestell zu.Preferably, each fuselage segment has a disposed within its shell, from Wheel pair supported support frame, which is substantially parallel to the rail surface extends over the length and width of the fuselage segment and that at least one essential Part of the load of the coat carries. By this measure, the jacket is substantially freed from the function of carrying vertical loads. This allows for a lightweight, self-supporting Construction of the coat. The load of the jacket, the internals and aggregates and not least the payload (people or goods) are on the support frame on special short distances transferred to the chassis. Favorable in this context, in particular a direct connection of the chassis with the support frame. The support frame can by design as a plate or with a corresponding surface simultaneously as Serve inner floor of the vehicle. It can also be used to increase driving comfort Interposition of a damping stage a arranged above it, separate inner bottom be provided, which is mounted on the support frame via the damping stage. The Adjacent supporting frames of adjacent fuselage segments are in the area of Segment connections with the required clearance preferably elastically connected to each other, for example with the help Elastormerhaltiger plates, with their mobility relative to each other not restricted, but still a closed-to-the-track and about the Whole length of the vehicle is defined extending interior. The coat is here attached to the support frame preferably near its transversely facing sides. The Attachment leaves no significant relative movement of the segment jacket and support frame to.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt die Verbindungsgerade zwischen den Mittelpunkten der Räder eines Radpaars in einer Querschnittsebene des zugehörigen Rumpfsegmentes. Das Fahrwerk ist von der Funktion befreit, die Gelenkigkeit des Schienenfahrzeugs zu gewährleisten. Vielmehr richtet sich das Radpaar stets entsprechend der augenblicklichen Orientierung des zugehörigen Rumpfsegmentes zum Gleis aus, in Gleisbögen also beispielsweise stets in im wesentlichen radialer Richtung. Dies wird vorzugsweise durch die schon erwähnte, direkte Befestigung des Fahrwerks am Traggestell erreicht. Beim Stand der Technik notwendige Zwischengestelle wie ein Drehgestellrahmen oder ein sonstiger Fahrwerksrahmen entfallen, was zu einer zusätzlichen Leichterung des Fahrzeugs führt. Die Gelenkeigenschaften sind bei dieser bevorzugten Ausführungsform vollständig auf die Segmentverbindungen übertragen. Aufwendige Drehgestellfahrwerke sind zur Spurführung nicht erforderlich.In a further preferred embodiment, the connecting line lies between the Centers of the wheels of a pair of wheels in a cross-sectional plane of the associated Hull segment. The chassis is freed from the function, the articulation of the rail vehicle to ensure. Rather, the wheel pair always depends on the instantaneous orientation of the associated fuselage segment to the track, in track curves So for example, always in a substantially radial direction. This will be preferred achieved by the already mentioned, direct attachment of the chassis to the support frame. At the State of the art necessary intermediate frames such as a bogie frame or other Chassis frame omitted, which leads to an additional lightening of the vehicle. The hinge properties in this preferred embodiment are completely on the Transfer segment connections. Elaborate bogies are for tracking not mandatory.
Das Radpaar kann mit einzeln geführten Rädern oder, in besonders einfacher Weise, als Radsatz ausgebildet sein. Im letzteren Falle fällt die Achse des Radsatzes mit der Verbindungsgerade zwischen den Radmittelpunkten zusammen. Dämpfungs- und Federelemente zwischen Fahrwerk und Traggestell können zur Verbesserung des Fahrkomforts vorgesehen werden, sind aber so ausgeführt, daß die Beweglichkeit des Radpaars auf die genannte Querschnittsebene beschränkt bleibt.The pair of wheels can be used with individually guided wheels or, in a particularly simple way, as Wheel set to be formed. In the latter case, the axle of the wheelset coincides with the connecting line between the wheel centers together. Damping and spring elements between chassis and support frame can be provided to improve ride comfort are, but are designed so that the mobility of the pair of wheels on said Cross-sectional level remains limited.
Dabei ist bevorzugt unter jedem Rumpfsegment ein Radpaar vorgesehen, das, in Längsrichtung gesehen, mittig unterhalb des Traggestells angeordnet ist. Durch die Anordnung nur eines Radpaares Wird der bei mehrachsigen Wagen und Drehgestellen auftretende Nachteil vermieden, daß beim Durchfahren eines Gleisbogens der Spurkranz des in radialer Richtung äußeren Rades seitlich an die Schiene anlaufen muß, um in die Gleiskrümmung gedrückt zu werden. Dieses Verschleißmoment tritt dagegen bei einem einzelnen, mittig unterhalb des Rumpfsegmentes angeordneten Radpaar nicht auf, das stets radial ausgerichtet ist. In this case, a pair of wheels is preferably provided under each fuselage segment, which, in the longitudinal direction seen, is arranged centrally below the support frame. By the arrangement only of a pair of wheels Will be the disadvantage of multi-axle cars and bogies avoided that when passing through a track curve of the flange of the radial direction Outer wheel must start laterally to the rail to be pressed into the track curvature become. This wear moment occurs, however, in a single, centered below the Hull segment arranged wheel pair not on, which is always aligned radially.
In einer alternativen Bauweise ist das Radpaar bzw. Fahrwerk im Bereich eines längsseitigen Endes des zugehörigen (ersten) Traggestells so angeordnet, daß auch das (zweite) Traggestell des dort angrenzenden Rumpfsegmentes darauf abgestützt werden kann. Das zweite Traggestell ragt hierfür in Längsrichtung ein Stück weit aus seinem Rumpfsegment hervor und ist lösbar an dem Fahrwerk befestigt, so daß die Trennbarkeit der Rumpfsegmente nicht beeinträchtigt wird.In an alternative construction, the pair of wheels or chassis is in the region of a longitudinal side End of the associated (first) support frame arranged so that the (second) Supporting frame of the adjacent there fuselage segment can be supported on it. The second support frame projects for this purpose in the longitudinal direction a bit far from its fuselage segment and is releasably attached to the landing gear, so that the separability of the fuselage segments is not affected.
Vorzugsweise ist bei dieser Ausführungsform das Fahrwerk in einem kurzen, zwischen zwei Rumpfsegmenten angeordneten Gelenk- und Fahrwerksabschnitt untergebracht, der von einem Mantelabschnitt mit etwas größerer Längserstreckung als das Fahrwerk gebildet wird. Der Gelenk- und Fahrwerksabschnitt ist beiderseits über Segmentverbindungen an die benachbarten Rumpfsegmente gekoppelt. Sein Querschnittsprofil unterscheidet sich nicht wesentlich von dem der beschriebenen Rumpfsegmente. Im Bodenbereich des steifen Mantelabschnitts sind Öffnungen für die Räder vorgesehen.Preferably, in this embodiment, the suspension in a short, between two Fuselage segments arranged joint and chassis section accommodated by a shell portion with a slightly greater longitudinal extent than the chassis is formed. The joint and chassis section is on both sides via segment connections to the adjacent Fuselage segments coupled. Its cross-sectional profile does not differ significantly from the described fuselage segments. In the bottom area of the rigid shell section openings are provided for the wheels.
Grundsätzlich ist vorgesehen, jedem Rumpfsegment jeweils einen Gelenk- und Fahrwerksabschnitt zuzuordnen. Bei der Trennung der Rumpfsegmente zu Zwecken der Wartung oder der Umkonfiguration von Zugverbänden verbleibt daher jeweils ein Ende eines jeweiligen Rumpfsegments über seine Tragplatte fest an den zugehörigen Gelenk- und Fahrwerksabschnitt gekoppelt. Das andere Längsende wird provisorisch gestützt, wie es von Zügen nach Jakobs-Bauart bekannt ist.In principle, each hull segment is provided with a joint and chassis section assigned. When separating the fuselage segments for purposes of maintenance or The reconfiguration of train sets therefore always remains one end of a respective one Fuselage segments firmly on its support plate to the associated joint and chassis section coupled. The other longitudinal end is provisionally supported, as it moves from trains to Jakobs design is known.
Zu Wartungszwecken kann bei dieser Ausführungsform jedoch der Gelenk- und Fahrwerksabschnitt auch vollständig von seinem zugehörigen Rumpfsegment entkoppelt werden. Hierfür ist die Verbindung zwischen Mantel und Tragplatte in diesem Abschnitt lösbar. Zum Stützen des Mantels nach einer Trennung vom Traggestell ist ein provisorischer Verbindungsmechanismus zwischen Mantel und Fahrwerk vorgesehen. Der Vorteil einer Trennbarkeit des Gelenk- und Fahrwerksabschnittes vom zugehörigen Rumpfsegment liegt darin, daß ein leicht austauschbares Modul mit allen wesentlichen, wartungsintensiven Fahrwerks- und Gelenkelementen gebildet wird. Bislang ist es notwendig, zur Wartung eines solchen Elementes einen ganzen Wagen außer Betrieb zu nehmen. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung kann dagegen zur Wartung der Gelenk- und Fahrwerksabschnitt schnell aus einem Zugverband ausgekoppelt und durch einen anderen ersetzt werden. Die Wartungsarbeiten werden dann ausschließlich an diesem Modul durchgeführt, während die wartungsarmen Abschnitte der Rumpfsegmente weiter betrieben werden können.For maintenance purposes, however, in this embodiment, the joint and chassis section also be completely decoupled from its associated fuselage segment. For this purpose, the connection between jacket and support plate in this section is solvable. To the Supporting the shell after separation from the support frame is a temporary connection mechanism provided between jacket and chassis. The advantage of separability of the articulated and chassis section of the associated fuselage segment is that an easily replaceable module with all essential, high-maintenance chassis and Joint elements is formed. So far, it is necessary to maintain such an item to take a whole car out of service. In the present embodiment The invention, however, for maintenance of the joint and chassis section quickly be decoupled from one train and replaced by another. The maintenance work are then performed exclusively on this module, while the low-maintenance Sections of the fuselage segments can continue to operate.
Die Segmentverbindungen zwischen jeweils benachbarten Rumpfsegmenten weisen bei einer Ausführungsform der Erfindung fluidbetriebene Kopplungselemente auf. Diese können in einfacher Weise als in Umfangsrichtung an den Stirnseiten verteilte Zylinder ausgebildet sein. Die Zylinder sind vorzugsweise doppelt wirkend, um Druck- und Zugkräfte gleichermaßen übertragen zu können.The segment connections between each adjacent fuselage segments include an embodiment of the invention, fluid-operated coupling elements. these can formed in a simple manner as circumferentially distributed at the end faces cylinder be. The cylinders are preferably double acting to withstand both compressive and tensile forces to be able to transfer.
In einer alternativen Ausführungsform sind die fluidbetriebenen Kopplungselemente als Rollbalgfedern ausgebildet, die jeweils einen mit der einen Stirnseite verbundenen, in einer steifen Fassung eingebetteten Rollbalg mit einer sich überwiegend in Umfangsrichtung des Mantels erstreckenden Vertiefung aufweisen. In diese greift jeweils ein an der zugewandten Stirnseite des benachbarten Rumpfsegments gegenüberliegend angeordneter Kolben ein. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Kraftüberleitung wegen der großen Erstreckung der Kopplungselemente in Umfangsrichtung sehr homogen über den Segmentmantel verteilt erfolgt. Rollbalg und Kolben können zudem leicht voneinander getrennt werden, wenn das Profil des Rollbalgs etwa U-förmig gestaltet und das des Kolbens entsprechend angepaßt ist.In an alternative embodiment, the fluid-operated coupling elements are as Rollbalgfedern formed, each one connected to the one end, in a stiff Socket embedded rolling bellows with a predominantly in the circumferential direction of Mantels extending recess have. In each of these attacks on the facing Front side of the adjacent fuselage segment oppositely arranged piston a. This embodiment has the advantage that the force transmission because of the large extent the coupling elements in the circumferential direction very homogeneously over the segment jacket distributed. In addition, rolling bellows and pistons can be easily separated from each other designed the profile of the rolling bellows approximately U-shaped and adapted to the piston accordingly is.
Zum Verbinden zweier Rumpfsegmente werden diese aufeinander zu bewegt, wobei der Kolben in die U-förmige Vertiefung des gegenüberliegenden Rollbalgs eingeführt wird. Anschließend wird der Rollbalg mit Druck beaufschlagt, so daß der Kolben eng umschlossen wird. Zum Lösen der Verbindung wird der Druck im Rollbalg gesenkt.To connect two fuselage segments they are moved towards each other, wherein the Piston is inserted into the U-shaped recess of the opposite rolling bellows. Subsequently the rolling bellows is pressurized, so that the piston tightly enclosed becomes. To release the connection, the pressure in the rolling bellows is lowered.
Besonders vorteilhaft ist dabei eine am eingreifenden Ende verdickte Ausbildung des Kolbens. Die Verdickung kann, im Längsschnitt gesehen, beispielsweise keulen- oder kreisförmig sein. Wichtig ist einerseits eine gerundete Form und andererseits ein großer Flächenanteil vom Kolbenende abgewandter, aber parallel zu den Stirnflächen ausgerichteter Seiten des verdickten Kolbenabschnittes. Auf diese Weise wird einerseits das Ein- und Ausführen des Kolbens beim Verbinden bzw. Trennen zweier Rumpfsegmente einfach gestaltet. Durch die unter Druckbeaufschlagung vom Rollbalg umschlossene Verdickung des eingreifenden Kolbenendes wird andererseits eine formschlüssige Verbindung hergestellt, die durch die Haftreibungskraft zwischen den den aneinander gepreßten Flächen von Kolben und Rollbalg noch verstärkt wird. Dadurch können die Rollbalgfedern sowohl Druck- als auch Zugkräfte zwischen den Rumpf Segmenten übertragen.Particularly advantageous is a thickened at the engaging end training of the piston. The thickening can, seen in longitudinal section, for example, club or circular be. Important is on the one hand a rounded shape and on the other hand, a large area proportion facing away from the piston end, but aligned parallel to the end faces sides the thickened piston section. In this way, on the one hand, the input and execute the piston when connecting or separating two fuselage segments simply designed. By the under pressure of the rolling bellows enclosed thickening of the engaging On the other hand piston end a positive connection is made by the Static friction between the pressed surfaces of piston and rolling bellows is reinforced. This allows the Rollbalgfedern both compressive and tensile forces transferred between the hull segments.
Vorzugsweise sind zumindest die Außenflächen von Kolben und Rollbalg aus Gummi oder einem anderen Elastomer gefertigt. Dadurch können hohe Haftreibungskräfte erzeugt werden. Gleichzeitig sind derartige Materialien den auftretenden mechanischen und klimatischen Belastungen gegenüber robust und langlebig. Als Fluide können Gase wie auch Flüssigkeiten eingesetzt werden. Preferably, at least the outer surfaces of the piston and rolling bellows made of rubber or made of a different elastomer. As a result, high static friction forces can be generated. At the same time, such materials are the mechanical and climatic occurring Loads versus sturdy and durable. As fluids can gases as well as liquids be used.
Die beschriebenen Kopplungselemente weisen eine Elastizität auf, die unter allen auftretenden Anforderungen eine hohe Gelenkigkeit der Segmentverbindung sicherstellt. Beim Durchfahren eines Gleisbogens wird zum einen die Biegung parallel zur Schienenoberfläche zugelassen, wobei auf der Bogeninnenseite eine Stauchung und auf der Außenseite eine Streckung der Segmentverbindung auftritt. Ähnliche Verformungen treten im Dach und im Bodenbereich beim Durchfahren von Gleiskuppen oder -senken auf. Bei der Einfahrt in Gleisbögen werden aufgrund der Neigungsrampe am äußeren Gleis benachbarte Rumpfsegmente gegeneinander geringfügig verwunden (tordiert).The coupling elements described have an elasticity that occurs among all Requirements ensures a high flexibility of the segment connection. At the Traversing a track bend on the one hand, the bend parallel to the rail surface admitted, wherein on the inside of the bow a compression and on the outside a Extension of the segment connection occurs. Similar deformations occur in the roof and in the Ground area when driving through track groups or sinks. At the entrance in Rail bends are due to the inclination ramp on the outer track adjacent fuselage segments Slightly twisted against each other (twisted).
Durch die Wechselwirkung zwischen Kolben und Rollbalg wird jedoch auch in kontrollierter Weise über entsprechende Richtmomente und Rückstellkräfte die Orientierung des vorhergehenden und des nachfolgenden Rumpfsegmentes zur Wirkung gebracht. Zum einen ist sichergestellt, daß das Schienenfahrzeug bei geradem Gleisverlauf in einer gestreckten Form läuft. Weiterhin werden Knickverformungen sowie Nick- und Gier- und Rotationsschwingungen im Fahrzeug verband unterdrückt.However, the interaction between piston and rolling bellows is also in controlled Appropriate orientation moments and restoring forces the orientation of the preceding and the subsequent fuselage segment brought to action. For one thing is ensured that the rail vehicle in a straight track in a stretched Shape is running. Furthermore, buckling deformations and pitch and yaw and rotational vibrations in the vehicle bandaged suppressed.
Um eine eventuelle Richtungsabhängigkeit der Längskraftübertragung durch die Rollbalgfedern auszugleichen, können an den Stirnseiten jeweils sowohl Rollbälge als auch Kolben - in zueinander "komplementärer" Anordnung - vorgesehen werden. Sie können in Umfangsrichtung aneinander anschließen und haben in dieser Richtung vorzugsweise jeweils eine relativ geringe Länge. Dadurch wird die Kraftleitfähigkeit der Segmentverbindungen weiter homogenisiert.To a possible directional dependence of the longitudinal force transmission through the Rollbalgfedern To compensate, both rolling bellows and piston - in to each other "complementary" arrangement - are provided. You can in the circumferential direction connect to each other and preferably have one in each direction relatively short length. As a result, the power conductivity of the segment connections continues homogenized.
Zur Verbesserung des Crash-Verhaltens werden in einer weiteren Ausführungsform die zusammengeschalteten Rollbälge einer Segmentverbindung mit einem Überströmventil verbunden, durch welches das Fluid ab einem vorbestimmten, einer Unfallsituation entsprechenden Druck in ein Reservoir entweichen kann. Auf diese Weise wird die kinetische Energie des Schienenfahrzeugs teilweise in Arbeit am Fluid umgewandelt und so ein einfacher und wirkungsvoller Mechanismus des Stoßverzehrs realisiert.To improve the crash behavior in a further embodiment, the interconnected Rolling bellows of a segment connection connected to an overflow valve, through which the fluid from a predetermined, corresponding to an accident situation Pressure in a reservoir can escape. In this way, the kinetic energy of the rail vehicle partially converted to work on the fluid and so a simpler and effective mechanism of shock absorption realized.
Vorzugsweise sind die fluidbetriebenen Kopplungselemente jeweils einer Segmentverbindung zum Druckausgleich miteinander verbunden. Die hierfür vorzusehenden strömungstechnischen Vorrichtungen sind aus der Fluidiktechnik bekannt. Diese Ausführungsform kann ebenso unter Einsatz fluidischer Schalt- und Regeltechnik dahingehend weiterentwickelt werden, daß die Innenvolumina zumindest einer Teilanzahl der Rollbälge in Kammern unterteilt sind, deren Innendruck unabhängig von einander regel- und/oder steuerbar ist. Durch Ausstattung des gesamten Fahrzeugs mit dieser Technik kann eine aktive Beeinflussung der Ausrichtung der Rumpfsegmente zum Gleis erreicht werden mit dem Ziel, die Spurführungskräfte zu minimieren und dadurch Verschleiß an Fahrbahn und Fahrzeug weiter zu reduzieren und den Fahrkomfort zu steigern.Preferably, the fluid-operated coupling elements are each a segment connection connected for pressure equalization. The fluidic to be provided for this purpose Devices are known from the fluidics art. This embodiment can also further developed using fluidic switching and control technology be that the inner volumes of at least a portion of the rolling bellows divided into chambers are whose internal pressure is independent of each other rule and / or controllable. By Equipping the entire vehicle with this technique can actively affect the Alignment of the fuselage segments to the track can be achieved with the goal of tracking forces minimize and thereby further reduce wear on the road and the vehicle and to increase ride comfort.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist zur Sicherung der Zugkraftübertragung zwischen den einander zugewandten Stirnseiten ein über wechselnd an jeweils einer der Stirnseiten befestigte Rollen in Umfangsrichtung geführtes Kupplungsseil vorgesehen, dessen Enden lösbar miteinander verbunden sind. Vorzugsweise wird wegen seiner hohen Belastbarkeit ein Stahlseil verwendet. Die Führung eines solchen Endlosseils über Rollen erlaubt eine Zugkraftübertragung zwischen den Segmenten, ohne daß die Beweglichkeit der Rumpfsegmente gegeneinander eingeschränkt wird. Es findet zudem bei allen Relativbewegungen der Rumpfsegmente mit von der Längsrichtung abweichenden Bewegungskomponenten ein selbsttätiger Ausgleich der Seilspannung statt. Beispielsweise verringert sich die Spannung des Seils beim Durchfahren eines Gleisbogens auf der dem Bogenmittelpunkt zugewandten Seite. Gleichzeitig wächst sie jedoch auf der abgewandten Seite. Dadurch wird das Seil in Richtung der abgewandten Seite gezogen, wodurch wiederum die Seilspannung letztlich konstant gehalten wird.In a further embodiment is to secure the tensile force transmission between the facing one another end faces alternately attached to one of the end faces Rolls provided in the circumferential direction guided coupling cable, the ends of which releasably connected to each other. Preferably, because of its high load capacity Steel rope used. The leadership of such an endless rope over rollers allows a tensile force transmission between the segments, without affecting the mobility of the fuselage segments is restricted against each other. It is also found in all relative movements of the Fuselage segments with deviating from the longitudinal direction of movement components automatic compensation of the rope tension instead. For example, the voltage decreases of the rope when passing through a curved track on the arc center point facing Page. At the same time, however, it is growing on the opposite side. This will cause the rope in Pulled towards the opposite side, which in turn ultimately the rope tension is kept constant.
In bevorzugter Leichtbauweise sind die starren Rumpfsegmente in, insbesondere mehrschaliger, Faserverbundbauweise als formversteifte Flächentragwerke ausgeführt oder in herkömmlicher Differential- und/oder Integralbauweise unter Verwendung von Halbzeugen aus Leichtmetall-Legierungen ausgeführt. Bei der Faserverbundbauweise kommen als Herstellungstechnologien grundsätzlich das Prepreg-Verfahren, das Handauflege- und das Vakuuminjektionsverfahren, insbesondere aber die Wickeltechnik in Frage. Dabei ist es möglich, in Werkstoff- und fertigungsspezifischer Weise Stoßenergieverzehrende Bereiche, Schall-und Wärmedämmmaterialien und Installationskanäle in die Wandungen zu integrieren.In a preferred lightweight construction, the rigid fuselage segments are in, in particular mehrschaliger, Fiber composite construction executed as a form-reinforced surface structures or in conventional Differential and / or integral construction using semi-finished products Light metal alloys executed. In the fiber composite construction come as manufacturing technologies basically the prepreg process, the hand lay-up and the vacuum injection process, but especially the winding technology in question. It is possible in materials and production specific way impact energy absorbing areas, sound and Thermal insulation materials and installation ducts to be integrated into the walls.
In Realisierung des oben beschriebenen Verbundprinzips haben die Rumpfsegmente eine deutlich geringere Länge als herkömmliche Drehgestellwagen, insbesondere Längen von weniger als 6 Metern, bevorzugt sogar von nur 3 bis 5 Metern. Ein Halbzug von 200 m Länge wird in der Praxis je nach Segmentlänge aus 30 bis 50 Rumpfsegmenten zusammengesetzt sein.In realizing the composite principle described above, the fuselage segments have one significantly shorter length than conventional bogie wagons, especially lengths of less than 6 meters, preferably even only 3 to 5 meters. A half-turn of 200 m in length is made up in practice, depending on the segment length from 30 to 50 fuselage segments be.
Ein Teil der starren Rumpfsegmente wird aufgrund der geringen Länge keinen Ein- und Ausstiegsbereich aufweisen, und es wird Segmenteinheiten mit differenzierteren Funktionen geben als bisher üblich, etwa spezielle Sanitär- oder Technik-/Antriebs-Segmente.Some of the rigid fuselage segments will not be entry and exit due to their short length and there will be segment units with more differentiated functions as usual, such as special sanitary or engineering / drive segments.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der Zeichnung näher dargestellt. Darin zeigen:
- Figur 1
- ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs in Seitenansicht,
Figur 2- eine teilweise geöffnete Seitenansicht eines Ausschnitts des Schienenfahrzeugs nach Figur 1 im Bereich einer Segmentverbindung,
- Figur 3a und b
- jeweils eine längs der Linie AB in
Figur 2 geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Segmentverbindung, - Figur 4
- die Anordnung von Kopplungselementen an einer Stirnseite eines Rumpfsegmentes in einer vereinfachten Vorderansicht
Figur 5- in einer vereinfachten, längs geschnittenen Teilansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeuges mit einer alternativen Fahrwerksanordnung und
Figur 6- eine Querschnittsansicht eines Rumpfsegmentes.
- FIG. 1
- An embodiment of the rail vehicle according to the invention in side view,
- FIG. 2
- 2 shows a partially opened side view of a section of the rail vehicle according to FIG. 1 in the region of a segment connection;
- FIG. 3a and b
- each one along the line AB in Figure 2 cut view of an embodiment of the segment connection,
- FIG. 4
- the arrangement of coupling elements on an end face of a fuselage segment in a simplified front view
- FIG. 5
- in a simplified, longitudinal sectional view of a further embodiment of the rail vehicle according to the invention with an alternative suspension arrangement and
- FIG. 6
- a cross-sectional view of a fuselage segment.
Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines auf einem Gleis 2 verkehrenden und für
den Hochgeschwindigkeitsbetrieb vorgesehenen Schienenfahrzeuges 4. Sein Antrieb kann -
je nach Ausführung - an einem der längsseitigen Kopfsegmente 6 konzentriert oder aber an
jedem Radpaar 8 vorgesehen sein. Der Zugverband ist aus kombinierten Ein-/Ausstiegs- und
Passagier-Segmenten 10 sowie reinen Passagier-Segmente 12 bzw. 14 ohne Ein- und Ausstiegsbereich
zusammengesetzt. Rumpfsegmente mit weiteren Funktionen (Gastronomie-,
Club-, Medien-, Fitness-, Sanitär- oder Bürosegmente etc.) sind je nach Einsatzfall natürlich
ebenso ausführ- und in den Zug integrierbar wie die oben erwähnten Basiseinheiten.FIG. 1 shows a schematic side view of a
Zahl und Anordnung der in der Figur skizzierten Einheiten sind variierbar. Die Gesamtlänge eines solchen Zuges wird maximal ca. 400 m betragen. An seiner Außenoberfläche sind keine wesentlichen Stufungen oder Absätze ausgebildet.Number and arrangement of the units outlined in the figure are variable. The total length such a train will be a maximum of about 400 m. On its outer surface are none formed significant gradations or paragraphs.
Die mechanisch steif ausgeführten Rumpfsegmente 10 bis 14 ruhen jeweils auf einem, bezogen
auf ihre Längserstreckung, mittig angeordneten Radpaar 8 und sind jeweils über elastisch
gelenkige, mit den Segmenten im wesentlichen querschnittsgleiche Segmentverbindungen
16 miteinander verbunden. The mechanically stiff executed
Das Fahrzeug 4 ist durch eine entsprechende Zusammenstellung von Kopfsegmenten 6 und
Rumpfsegmenten 10 bis 14 bedarfsweise in zwei Halbzüge teilbar, die antriebsmäßig grundsätzlich
autark sind.The vehicle 4 is characterized by a corresponding composition of
Figur 2 zeigt eine teilweise geöffnete Seitenansicht eines Ausschnitts des Schienenfahrzeugs
nach Figur I im Bereich der Segmentverbindung 16 zwischen den Rumpfsegmenten
12 und 14. Durch horizontale Linien im oberen und unteren Bereich der Segmentmäntel 18
ist deren Krümmung senkrecht zur Zeichenebene angedeutet. Die Segmentverbindung 16 ist
nach außen hin von einer bündig mit den Segmentmänteln 18 abschließenden Membran 20
umgeben. Diese erstreckt sich über den gesamten Umfang des Mantels. Der darunter zum
Inneren der Segmente hin anschließende Teil der Segmentverbindung 16 ist in der vorliegenden
Darstellung gestrichelt gezeichnet, soweit er von der Membran 20 abgedeckt ist, zur
Verdeutlichung aber im mittleren Abschnitt freigelegt. Die Membran ist, wie unten anhand
von Figur 3 näher beschrieben wird, mit seitlich ausgebildeten Kedern in Nuten 22 eingebettet,
die sich an den Segmentmänteln 18 beiderseits der Segmentverbindung 16 über den
gesamten Umfang erstrecken.Figure 2 shows a partially opened side view of a section of the rail vehicle
of Figure I in the region of the
Zum Segmentinneren hin sind unterhalb der Membran 20 in Umfangsrichtung verteilte Rollbalgfedern
24 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich jede Rollbalgfeder
24 über etwas weniger als ein Achtel des Mantelumfangs. Jede Rollbalgfeder 24
weist einen am Rumpfsegment 14 befestigen Rollbalg 26 und einen in diesen über seine
gesamte Länge eingreifenden und am Rumpfsegment 12 befestigten Kolben 28 auf. Der
Rollbalg ist in eine hier der Deutlichkeit halber nicht dargestellte Fassung eingebettet, die
unten anhand von Figur 3 beschrieben wird.Towards the inside of the segment are below the
Zwischen den Rollbalgfedern sind an den Stirnseiten der Segmente 12 und 14 Umlenkrollen
30 bzw. 32 für ein Kopplungsseil 34 befestigt. Das Kopplungsseil 34 ist zur Sicherung der
Zugkraftübertragung als Endlosseil über den gesamten Umfang des Segmentmantels zwischen
den aneinandergrenzenden Stirnseiten der Segmente 12 und 14 geführt. Dabei
durchläuft es auch die mit entsprechenden Bohrungen 36 versehenen Kolben 28.Between the Rollbalgfedern are at the end faces of the
Die Bohrung 36 ist in Figur 3a, einer längs der Linie AB in Figur 2 geschnittenen Ansicht der
Segmentverbindung 16, deutlich erkennbar. Der Rollbalg 26 hat ein etwa U-förmiges Profil
und ist für die Erzeugung von Rückstellkräften und Richtmomenten bei Einwirkung von Druck
oder seitlich gerichteten Kräften durch den Kolben 28 seitlich sowie oben, unten und hinten
in eine steife Fassung 38 eingebettet. Nur die dem Kolben 28 zugewandte Seite ist offen.The
Die Wandung des Rollbalgs 26 besteht typischerweise aus mehreren Elastomerschichten,
zum Teil mit Dichtungsfunktion und zum Teil mit Schutzfunktion gegen mechanische Beschädigungen
und Witterungseinflüsse. Zwischen diese Schichten ist eine Festigkeitsträgerschicht
eingebettet. Die Wahl der Elastomere und des Festigkeitsträgers erfolgt entsprechend
der vorgesehenen Belastung. Der Kolben 28 ist außen zum Schutz und zur Erzeugung
eines relativ hohen Reibungskoeffizienten beim Kontakt mit dem Rollbalg 26 ebenfalls
von einer Elastomerschicht umgeben, im Kern aber nicht biegsam ausgebildet.The wall of the rolling bellows 26 typically consists of several elastomer layers,
partly with sealing function and partly with protection against mechanical damage
and weather conditions. Between these layers is a strengthening layer
embedded. The choice of elastomers and the strength member is done accordingly
the intended load. The
Als Fluid 42 kommen sowohl Gase (insbesondere Luft) als auch Flüssigkeiten in Frage. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Hydrauliköl vorgesehen.As
Auch die Membran 20 ist aus einem Elastomer gefertigt und trägt zur Zugkraftübertragung
zwischen den Segmenten 12 und 14 bei. Deutlich erkennbar sind in dieser Darstellung ihre
beiderseits ausgebildeten Keder 40, die in die Nuten 22 eingeführt sind. Vor einer Trennung
der Segmente 12 und 14 werden zunächst die Membran 20 und das Kopplungsseil 34 entfernt.The
In Figur 3b ist ein Längsschnittprofil einer alternativen Segmentverbindung 16' dargestellt.
Sie unterscheidet sich vor allem durch eine Verdickung des Kolbens 28' an seinem in den
Rollbalg 26' eingreifenden Ende 44. Sie ist hier etwa keulenförmig ausgebildet. Für das Einführen
des Kolbens 28' in den Rollbalg 26' wird der Fluiddruck erniedrigt. Nach dem Einführen
Wird der Druck erhöht und der Rollbalg 26' umgreift den verdickten Abschnitt 44 bis hin
zum Kolbenschaft 46. Der Rollbalg weist hierfür eine leichte Verbreiterung seiner Kammern
an den Enden der Schenkel des U-förmigen Profils auf. Die Fassung 38' ist an der dem
Segment 12 zugewandten Seite nur so weit geschlossen, daß das Einführen des Kolbens 28'
in den Rollbalg 38' nicht behindert Wird. Auf diese Weise bietet die Rollbalgfeder in dieser
Ausführungsvariante auch beim Auftreten von Zugkräften einen elastischen Widerstand, der
zur Kraftübertragung genutzt werden kann, ohne die Gelenkigkeit der Segmentverbindung
16' gegenüber der oben beschriebenen Bauweise einzuschränken.FIG. 3b shows a longitudinal section profile of an alternative segment connection 16 '.
It differs mainly by a thickening of the piston 28 'at his in the
Rolling bellows 26 'engaging
Figur 4 zeigt eine mögliche Anordnung von Rollbälgen 26 (bzw. 26') an einer Stirnseite des
Mantels 18 des Rumpfsegmentes 14. In der stark vereinfachten Vorderansicht ist nur der
Segmentmantel 18 dargestellt. Insgesamt acht Rollbälge 26 sind in Umfangsrichtung hintereinander
angeordnet. Dazwischen ist jeweils eine Umlenkrolle 32 für das Kopplungsseil 34
angeordnet. Die Verwendung des Kopplungsseils 34 ist nicht erforderlich, wenn die altemative
Bauweise der Segmentverbindungen 16' zum Einsatz kommt. In diesem Fall kann der
Rollbalg sich an der Stirnseite über den gesamten Umfang erstrecken.FIG. 4 shows a possible arrangement of roller bellows 26 (or 26 ') on one end face of the roller bellows 26 (or 26')
Figur 5 zeigt in einer vereinfachten Längsschnittansicht eine alternative Bauweise des erfindungsgemäßen
Schienenfahrzeugs. Dargestellt sind zwei Segmente 12' und 14' mit sich
darin erstreckenden Traggestellen 48 und 50. Anders als bei dem in Figur I dargestellten
Ausführungsbeispiel ist hier das Fahrwerk 8 nicht in der Mitte, sondern am Ende der Längserstreckung
des Traggestells 48 angeordnet. Das Traggestell 48 ist mit dem Fahrwerk 8 fest,
aber elastisch verbunden, was in Figur 5 durch eine Feder symbolisch angedeutet wird. Eine
Bewegung des Fahrwerks relativ zum Traggestell und dem fest damit verbundenen Segmentmantel
18' ist jedoch ausschließlich in einer Querschnittsebene des Rumpfsegmentes
12' möglich.Figure 5 shows a simplified longitudinal sectional view of an alternative construction of the invention
Rail vehicle. Shown are two segments 12 'and 14' with it
extending therein supporting
Das Traggestell 48 erstreckt sich bei dieser Anordnung nicht über die gesamte Länge des
Rumpf Segmentes 12'. Dagegen ragt das Traggestell 50 des angrenzenden Rumpfsegments
14' über dessen Längserstreckung hinaus in das Segment 12' hinein und ist ebenfalls auf
dem Fahrwerk 8 in gleicher Weise wie das Traggestell 48 gelagert. Das Traggestell 50 ist
jedoch lösbar mit dem Fahrwerk 8 verbunden, um die Trennbarkeit der Rumpfsegmente 12'
und 14' voneinander zu gewährleisten. Beide Traggestelle sind miteinander durch ein Verbindungsstück
52 elastisch verbunden, so daß ihre Beweglichkeit gegeneinander nicht eingeschränkt
wird, aber der Innenraum der Segmente vom Unterbodenbereich isoliert wird.The
Durch beiderseits des Fahrwerks vorgesehene Segmentverbindungen 16 wird ein Abschnitt
54 des Rumpfsegments 12' gebildet, in dem die Gelenk- und Fahrwerksfunktionen konzentriert
sind.By provided on both sides of the chassis segment links 16 is a
Die Verbindung der Traggestelle 48 und 50 mit dem Mantel 18 bzw. 18' der Rumpfsegmente
ist bei allen Ausführungsformen grundsätzlich fest. Mantel und Traggestell bilden bei dem
erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug eine fahrdynamische Einheit, wobei die Last des
Mantels vom Traggestell gestützt und auf das Radpaar übertragen wird.The connection of the support frames 48 and 50 with the
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird von diesem Prinzip grundsätzlich nicht abgewichen,
jedoch im Bereich des Gelenk- und Fahrwerksabschnittes 54 eine geringfügige Beweglichkeit
der Tragplatte relativ zum Mantel zugelassen. Diese Beweglichkeit wird mit Hilfe
eines speziellen Verbindungselementes 56 hergestellt.In the present exemplary embodiment, this principle is fundamentally not deviated from
However, in the area of the joint and chassis section 54 a slight mobility
the support plate allowed relative to the jacket. This flexibility will help you
made of a special connecting
In Figur 6a ist ein Beispiel für ein solches Verbindungselement 56 in einer Querschnittsansicht,
in Figur 6b in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Verbindungselemente 56
sind an beiden Querseiten des Traggestells 48 bzw. 50 einander gegenüberliegend angeordnet.
Dabei können jeweils mehrere Verbindungselemente 56 hintereinander angeordnet
sein.FIG. 6 a shows an example of such a
Das Verbindungselement 56 hat eine rechteckige Rückenplatte 58, die mit dem Rumpfmantel
18' verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dafür eine einfache Schraubverbindung
vorgesehen, für die die Rückenplatte 58 mehrere Bohrungen 60 aufweist. Von
der Rückenplatte 58 erstreckt sich ein zylindrischer Zapfen 62 zur Querseite des Traggestells
48 hin. Die Rückenplatte 58 und der Zapfen 62 sind einstückig aus einem biegesteifen
Material, vorzugsweise aus Metall gefertigt. Etwa ab der Hälfte bis hin zum vorderen Ende
seiner Längserstreckung ist der Zapfen 62 von einem fest mit ihm verbundenen Gummimantel
64 umgeben. Dieser wiederum wird von einem fest mit ihm verbundenen Außenmantel
66 umschlossen, der sich über das Ende des Zapfens 62 hinaus erstreckt und dabei
zur Tragplatte 48 hin verjüngt, um deren Querseite mit einer schlitzförmigen Öffnung 68 fest
zu umfassen. Die Tragplatte kann relativ zur Öffnung 68 nicht bewegt werden. Hierfür ist
eine (nicht dargestellte) Schraubverbindung zwischen der Tragplatte 48 und der Außenschale
66 des Verbindungselementes vorgesehen.The connecting
Tragplatte 48 und Rumpfmantel 18' werden durch das Verbindungselement 56 jedoch nicht
völlig steif verbunden. Die Tragplatte und der Zapfen 62 sind mit geringem Abstand zueinander
angeordnet, so daß sich die Tragplatte 48 zusammen mit dem Außenmantel 18'- maximal
bis zum Anschlag am Zapfen 62 - ein Stück weit auf diesen zu bewegen kann, wobei der
Gummimantel 64 elastisch verformt wird, die kinetische Energie der Tragplatte 48 quer zum
Gleis aufnimmt und eine der Auslenkung entgegengerichtete Rückstellkraft erzeugt.
Weiterhin erlaubt dieser Abstand eine Neigebewegung des Traggestells 48 zusammen mit
der Außenschale 66 gegen den Zapfen 62. Eine langsame Neigung des Traggestells 48 gegen
den Segmentmantel tritt an Neigungsrampen der Außenschiene bei der Einfahrt in bzw.
Ausfahrt aus Gleisbögen auf. Kurzzeitige oder hochfrequente Neigebewegungen, beispielsweise
aufgrund von Unebenheiten der Schienen, werden durch die Gummi-MetallKonstruktion
des Verbindungselements 56 gedämpft. Der maximale Neigewinkel der Tragplatte
gegen den Zapfen wird durch die geringe Kompressibilität des Elastomers, aus dem
der Gummimantel 64 gefertigt ist, zwischen der Außenschale 66 und dem Zapfen 62 beschränkt.
Über diese Grenze hinaus auftretende Neigungen werden auf den Rumpfmantel
übertragen.Furthermore, this distance allows a tilting movement of the
Aufgrund seiner Konstruktion erlaubt das erste Verbindungselement 56 also einerseits die
Übertragung von Spurführungskräften auf den Gelenk- und Fahrwerkabschnitt 54 des Segmentmantels.
Andererseits dämpft es die Übertragung kurzzeitiger und hochfrequenter Impulse
von den Schienen über das Fahrwerk und die Tragplatte auf den Segmentmantel.Due to its construction, the first connecting
Die Quererstreckung der Traggestelle ist in diesem Abschnitt 54 etwas kleiner als in den anderen
RumpfsegmentabschnittenThe transverse extent of the support frames is slightly smaller in this
In Figur 7 ist ein Rumpfsegment 70 eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung in
einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt. Das Fahrwerk 8, dessen Anbindung an
das hier als Platte ausgebildete Traggestell 72 oben erläutert wurde, wird hier durch einen
Radsatz angedeutet, dessen Räder durch Öffnungen, die außerhalb der Querschnittsebene
liegen, aus dem Rumpfmantel zum Gleis 2 hin herausragen. Eine Auslenkung der Räder ist
nicht vorgesehen. Oberhalb des Traggestells 72 kann, bei Bedarf über zusätzliche
Dämpfungs- und Federungsstufen, ein (hier nicht dargestellter) Innenboden gelagert werden,
der sich mit aller beaufschlagten Last auf dem Traggestell 72 abstützt. Es ist eine gängige
Zweier Bestuhlung 74 mit Mittelgang vorgesehen. Es zeigt sich, daß gegenüber herkömmlichen
Vollbahn-Fahrzeugen der Normalspur ein erheblicher Raumgewinn erzielt wird. Die
Breite b des dargestellten Rumpfsegments 70 beträgt beispielsweise 3,30 m, was deshalb
besonders bemerkenswert ist, weil diese Breite praktisch über die ganze Länge des Zugs zur
Verfügung steht. Hierdurch lassen sich auch Salons im Restaurantwagen mit beidseitiger
Zweier-Bestuhlung einrichten, was eine verbesserte Nutzbarkeit mit sich bringt, da die Zahl
der Passagiere pro Zuglänge vergrößert ist. Dabei ist der Komfort sogar noch vergrößert.FIG. 7 shows a
In variabler Ausgestaltung sind unterschiedlichste Nutzungen möglich. So läßt sich ein einem Segment beispielsweise eine Küche oder auch ein Fahrradabteil unterbringen. Die Zahl der mit Türen versehenen Segmente läßt sich nach den individuellen Verkehrsgegebenheiten konfigurieren. Im Nahverkehr wird die Zahl der Türbereiche mit Stehgelegenheiten entsprechend größer bemessen. Für den Nachtverkehr lassen sich geräumige Schlafabteile vorsehen.In a variable embodiment a variety of uses are possible. So one can be Segment, for example, a kitchen or a bicycle compartment accommodate. The number of With doors provided segments can be adjusted to the individual traffic conditions configure. In local transport, the number of door areas with standing opportunities is corresponding bigger. For night traffic can be provided spacious sleeping compartments.
Bemerkenswert ist insbesondere noch, daß sich der Segmentmantel zum Gleis hin bis in den Radbereich hinein - die Räder seitlich teilweise überdeckend - erstreckt. Gegebenenfalls kann eine Verkleidung sogar auch den gesamten Bodenbereich mit Ausnahme der Raddurchlässe einschließen.It is particularly noteworthy that the segment jacket to the track down to the Wheel area inside - the wheels partly overlapping laterally - extends. Possibly a fairing can even cover the entire floor area except the wheel openings lock in.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten möglich, welche von der dargestellten Lösung auch in anders gearteter Ausführung Gebrauch machen.The invention is not limited in its execution to the above preferred embodiments. Rather, a number of variants is possible, which make use of the illustrated solution in a different kind of execution.
Zur Realisierung der Segmente ist die verstärkte oder selbstverstärkende Kunststoffbauweise zwar unter Leichtbauaspekten bevorzugt, es ist aber beispielsweise auch eine Leichtmetallkonstruktion oder eine Stahlskelett-Verbundkonstruktion mit Kunststoff- oder Leichtmetallbeplankung möglich.To realize the segments is the reinforced or self-reinforcing plastic construction Although preferred under lightweight aspects, but it is also a light metal construction, for example or a steel skeleton composite construction with plastic or light metal planking possible.
Neben glasfaserverstärkten Duromeren sind bei Kunststoffbauweise - bei Beachtung der Kostensituation - grundsätzlich auch kohle- oder polymerfaserverstärkte Duro- oder Thermoplaste einsetzbar, denen ggfs. in vorteilhafter Weise durch Einbinden von ausgerichtetem Verstärkungsmaterial eine ein- oder u.U. auch zweiachsige Vorzugsorientierung aufgeprägt wird. Als Elastomer können neben Gummi beispielsweise auch Elastomere auf PU-Schaum-Basis o.a. zum Einsatz kommen.In addition to glass fiber reinforced thermosets are in plastic construction - in compliance with Cost situation - in principle also carbon or polymer fiber reinforced thermosets or thermoplastics can be used, where appropriate, in an advantageous manner by incorporating aligned Reinforcement material a on or u.U. also biaxial preferred orientation imprinted becomes. As an elastomer in addition to rubber, for example, elastomers based on PU foam O.A. be used.
Claims (24)
- A rail vehicle (4) that operates on conventional railroad tracks (2) extending underneath the rail vehicle, wherein said rail vehicle comprises a body that consists of a plurality of successively arranged, essentially rigid body segments (10, 12, 14) that are respectively supported on the track (2) by means of at least one wheel pair (8) and provided with segment connections (16) on their ends that face one another in order to connect adjacent body segments in an articulated and detachable fashion, wherein said segment connections continue the outside contour of the body segments (10, 12, 14, 12', 14') between the segments and compensate distance changes when the rail vehicle travels through track curves, track elevations and track depressions, and wherein the wheel pair (8) is essentially arranged centrally underneath the supporting structure (48, 50) of the respective body segment (10, 12, 14) referred to the longitudinal direction of the rail vehicle (4), characterized in that the body segments (10, 12, 14, 12', 14') have a constant hollow profile and a fixed overall length in the longitudinal direction of the track (2), wherein the overall length of the body segments is less than 6 meters such that each body segment (10, 12, 14, 12', 14') respectively protrudes laterally over the track (2) on both sides by a length that is essentially constant along the rail vehicle (4) when traveling through curves with a radius as low as 150 m, and in that the segment connections (16) contain coupling elements (24, 26, 28, 26', 28') that essentially serve solely for the distribution of forces between the body segments (10, 12, 14, 12', 14') and are arranged on the end faces of the body segments along their outside contour and/or arranged on the end faces of the body segments (10, 12, 14, 12', 14') such that they are uniformly distributed in the circumferential direction.
- The rail vehicle according to claim 1, characterized in that the respective body segments (10, 12, 14, 12', 14') consist of an approximately tubular shell (18, 18') that is essentially closed except for the openings for the wheels (8).
- The rail vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that its outside surface does not contain any significant shoulders or steps.
- The rail vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that each body segment (10, 12, 14, 12', 14') contains a supporting structure (48, 50) that is arranged within its shell (18, 18') and supported by the wheel pair (8), wherein said supporting structure extends over the length and the width of the body segment (10, 12, 14, 12', 14') essentially parallel to the rail surface and carries at least a substantial part of the load of the shell (18, 18').
- The rail vehicle according to claim 4, characterized in that the shell (18, 18') is fixed on the supporting structure (48, 50) near its sides that point in the transverse direction.
- The rail vehicle according to claim 4 or 5, characterized in that the supporting structures (48, 50) of adjacent body segments (10, 12, 14, 12', 14') are elastically connected to one another.
- The rail vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the straight line connecting the centers of the wheels of a wheel pair (8) lies in a cross-sectional plane of the corresponding body segment (10, 12, 14, 12', 14').
- The rail vehicle according to one of claims 4-7, characterized in that the wheel pair (8) is elastically connected to the respective supporting structure (48, 50).
- The rail vehicle according to one of claims 1-8, characterized in that the supporting structure of the respectively adjoining body segment (12', 14') is supported on this wheel pair (11).
- The rail vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the segment connections (16, 16') between two adjacent body segments (10, 12, 14, 12', 14') contain elastic coupling elements (24, 26, 28, 26', 28').
- The rail vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the segment connections (16, 16') between two adjacent body segments (10, 12, 14, 12', 14') contain fluid-operated coupling elements (24, 26, 28, 26', 28').
- The rail vehicle according to claim 11, characterized in that the coupling elements consist of double-action cylinders.
- The rail vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling elements are realized in the form of cushion-type pneumatic springs (24, 26, 28, 26', 28') that respectively comprise a bellows (26, 26') with a depression that predominantly extends in the circumferential direction of the shell (18, 18') and into which a piston (28, 28') engages that is oppositely arranged on the end face of the adjacent body segment (12, 14, 12', 14').
- The rail vehicle according to claim 13, characterized in that the bellows (26, 26') has an approximately U-shaped cross-sectional profile.
- The rail vehicle according to claim 13 or 14, characterized in that the end of the piston (28') engaging into the bellows (44) is thickened.
- The rail vehicle according to one of claims 13-15, characterized in that the opposite end faces respectively contain complementary arrangements of bellows (26, 26') and pistons (28, 28').
- The rail vehicle according to one of claims 11-16, characterized in that the fluid-operated coupling elements (24, 26', 26') of one respective segment connection (16, 16') are connected to one another for pressure compensation purposes.
- The rail vehicle according to one of claims 12-17, characterized in that the inside volumes of at least some bellows (26, 26') are divided into chambers, the fluid pressure of which can be regulated and/or controlled independently of one another.
- The rail vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that a coupling cable (34) is guided over the entire circumference between the adjoining end faces of the body sections (10, 12, 14) by means of rollers (30, 32) that are alternately mounted on the respectively adjoining end faces.
- The rail vehicle according to claim 19, characterized in that the coupling cable (34) is guided through a bore (36) in the piston (28, 28') that extends in the circumferential direction.
- The rail vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that a membrane is provided, particularly an elastic membrane (20) that is arranged flush with the outside surface of the shell (18, 18') and completely covers the segment connection (16, 16') outward in the longitudinal direction and in the circumferential direction of the shell (18, 18'), wherein said membrane engages into channels (22) arranged on both segment shells (16, 16') with the aid of one circumferentially extending keder (40) on each side.
- The rail vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the body segments (10, 12, 14, 12', 14') essentially have a length between 3 and 5 m, particularly 4 m.
- The rail vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the dimension of the body segments (10, 12, 14, 12', 14') transverse to the track (2) lies between 3.00 and 3.30 meter.
- The rail vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the rigid body segments (10, 12, 14, 12', 14') are realized, in particular, in the form of multi-shell composite fiber components.
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