EP1854692A1 - Large volume vehicle for transporting passengers, in particular a multi-articulated rail vehicle - Google Patents

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EP1854692A1
EP1854692A1 EP07106138A EP07106138A EP1854692A1 EP 1854692 A1 EP1854692 A1 EP 1854692A1 EP 07106138 A EP07106138 A EP 07106138A EP 07106138 A EP07106138 A EP 07106138A EP 1854692 A1 EP1854692 A1 EP 1854692A1
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EP07106138A
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Johannes Amrath
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Siemens AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
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    • 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
    • B61G5/02—Couplings for special purposes not otherwise provided for for coupling articulated trains, locomotives and tenders or the bogies of a vehicle; Coupling by means of a single coupling bar; Couplings preventing or limiting relative lateral movement of vehicles

Definitions

  • the invention relates to a large-scale vehicle for passenger transport, in particular a multi-articulated rail vehicle, each having an upper joint and a lower joint coupled car bodies, of which at least two car bodies are each supported on a bogie or chassis, the joints when cornering rotational movements of the Car bodies around the vertical axis allow.
  • a modular multi-articulated tram vehicle is described.
  • a bridge-like car body (center module) is pivotally connected to two car bodies, each supported on a biaxial chassis (biaxial suspension modules).
  • the vehicle also has a car body that rests on a single-axle chassis (single-axle chassis module).
  • the lower joints are designed as spherically movable joints and rigidly connected via consoles with the car bodies.
  • the invention is therefore the object of a large-scale vehicle with the generic features in the simplest possible way in such a way that the transmission of torsional forces is significantly reduced by the upper joints and thereby local overloads and damage to the body structures of the car bodies are avoided.
  • This object is achieved in that is arranged on both sides next to the lower joint in each case a carriage side connected coupling element for the transmission of torsional forces.
  • the car bodies 1, 2 are preferably components of a modular designed multi-articulated rail vehicle, the z. B. has a total of three, five or seven car bodies.
  • the car body 1 may be supported on a bogie or chassis, while the car body 2 is formed like a bridge and supported by the car body 1 and another supported car body is supported, which is arranged in the plane of the drawing of Fig. 1 to the left of the bridge-like car body 2.
  • All car bodies of this multi-articulated rail vehicle are each coupled by a spherically designed lower joint 3 in the vehicle longitudinal center 6 and an upper joint located in the roof area. These joints allow for cornering rotational movements of the car bodies 1, 2 about the vertical axis 5.
  • at least one upper joint is designed in such a way that the vehicle can also execute pitching movements about the transverse axis in the event of trough or uphill travel.
  • Each coupling element 4 On both sides next to the lower joint 3, a carriage side connected coupling element 4 for the transmission of torsional forces is arranged in each case.
  • Each coupling element 4 has a contact web 4a on the one car body 1 and a receptacle 4b on the other car body 2.
  • the contact web 4a and the receptacle 4b are fastened by means of mounting plates 4d on the undercarriage of the corresponding car body 1 and 2 respectively.
  • sliding plates 4c are preferably arranged for the contact web 4a, which can be additionally combined with damping elements 4e, for example in the form of rubber-metal bodies.
  • the sliding plates 4c may be slightly obliquely and / or spherically connected.
  • the contact web 4a has a wedge-shaped or also conical design in order to ensure easier dipping into the receptacle 4b as well as a secure transmission of force.
  • the coupling elements 4 are placed relatively close to the lower joint 3, so executed as an inner support.
  • outer support the male support forces are smaller, in which case, however, larger vertical paths are taken into account.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

The large space vehicle comprises a coach body (1, 2) coupled to a lower linkage (3) from which the two coach bodies are supported on a rotary frame or body work. There is a coupling element (4) for transfer of torsional forces on the coach body side, with each coupling element has a cord-like or conical contact mount (4a) on a coach body and an inclined and/or spherical receiver (4b) on the other coach body.

Description

Die Erfindung betrifft ein großräumiges Fahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere ein Multigelenk-Schienenfahrzeug, das jeweils durch ein oberes Gelenk und ein unteres Gelenk gekoppelte Wagenkästen aufweist, von denen wenigstens zwei Wagenkästen jeweils auf einem Drehgestell oder Fahrwerk abgestützt sind, wobei die Gelenke bei Kurvenfahrt Drehbewegungen der Wagenkästen um die Hochachse zulassen.The invention relates to a large-scale vehicle for passenger transport, in particular a multi-articulated rail vehicle, each having an upper joint and a lower joint coupled car bodies, of which at least two car bodies are each supported on a bogie or chassis, the joints when cornering rotational movements of the Car bodies around the vertical axis allow.

In der Zeitschrift Der Nahverkehr, Nr. 6/1996, Seiten 48 bis 53 , ist ein modulares Multigelenk-Straßenbahnfahrzeug beschrieben. Bei dem in Abb. 2 dieser Literaturstelle gezeigten vierteiligen Fahrzeug ist ein brückenartig gestalteter Wagenkasten (Mittelmodul) gelenkig mit zwei Wagenkästen verbunden, die jeweils auf einem zweiachsigen Fahrwerk abgestützt sind (zweiachsige Fahrwerkmodule). Das Fahrzeug hat weiter einen Wagenkasten, der auf einem einachsigen Fahrwerk ruht (einachsiges Fahrwerkmodul). Die unteren Gelenke sind als sphärisch bewegliche Gelenke ausgebildet und über Konsolen mit den Wagenkästen starr verbunden. Diese unteren Gelenke, die als Baugruppe beispielsweise durch die DE 101 39 970 A1 bekannt sind, lassen Drehbewegungen der Wagenkästen um die Hochachse (z-Achse) und prinzipiell auch Nickbewegungen sowie Wankbewegungen zu. Die bei diesem Fahrzeug zwischen dem Mittelmodul und den beiden zweiachsigen Fahrwerkmodulen angeordnete erste Ausführung der oberen Gelenke lässt lediglich eine Drehbewegung um die Hochachse zu. Eine zwischen dem Wagenkasten mit dem einachsigen Fahrwerkmodul und dem Mittelmodul angeordnete zweite Ausführung des oberen Gelenks erlaubt dem Fahrzeug beim Durchfahren einer Mulde bzw. Kuppe auch eine Nickbewegung um die Querachse. Bei dieser zweiten oberen Gelenkausführung sind die Wagenkästen über einen Querlenker verbunden, der an einer jeweiligen Konsole beider Wagenkästen befestigt ist.In the Journal of Public Transport, No. 6/1996, pages 48 to 53 , a modular multi-articulated tram vehicle is described. In the four-part vehicle shown in Fig. 2 of this reference, a bridge-like car body (center module) is pivotally connected to two car bodies, each supported on a biaxial chassis (biaxial suspension modules). The vehicle also has a car body that rests on a single-axle chassis (single-axle chassis module). The lower joints are designed as spherically movable joints and rigidly connected via consoles with the car bodies. These lower joints, as an assembly, for example, through the DE 101 39 970 A1 are known, allow rotational movements of the car bodies around the vertical axis (z-axis) and in principle also pitching and rolling movements. The arranged in this vehicle between the center module and the two biaxial suspension modules first embodiment of the upper joints allows only a rotational movement about the vertical axis. A between the car body with the uniaxial suspension module and the center module arranged second embodiment of the upper joint allows the vehicle when driving through a trough or a pitch and a pitching motion about the transverse axis. In this second upper joint design, the car bodies are connected via a transverse link, which is attached to a respective console of both car bodies.

Bei dem zuvor erläuterten modularen Fahrzeug und auch bei anderen Multigelenkfahrzeugen - siehe dazu in der Zeitschrift Railway Gazette 2003, Seiten 57 bis 64 , beispielsweise Fig. 4 "NGTD Dresden", Fig. 6 "Citadis 402 Grenoble" und Fig. 7 "Cityrunner Genf" - werden also Gelenke eingesetzt, die entweder nur ein Drehen der Wagenkästen um die Hochachse oder ein Drehen und Nicken der Wagenkästen um die Hochachse bzw. um die Querachse zulassen. Insbesondere bei engen und gegebenenfalls auch überhöhten Gleiskurven (Radius unter etwa 50 m) kommt es zu einer Torsion der Wagenkästen, wobei die Torsionskräfte durch die oberen Gelenke übertragen werden, mit der Folge hoher Beanspruchungen der Aufbaustruktur der Wagenkästen. Wenngleich die Wagenkästen im Hinblick auf diese hohen Beanspruchungen dimensioniert sind, sind Überlastungen und Beschädigungen der Aufbaustrukturen im langjährigen Fahrbetrieb nicht auszuschließen.In the previously explained modular vehicle and also in other multi-articulated vehicles - see in the Magazine Railway Gazette 2003, pages 57 to 64 For example, Fig. 4 "NGTD Dresden", Fig. 6 "Citadis 402 Grenoble" and Fig. 7 "Cityrunner Geneva" - are used joints that either only turning the car bodies around the vertical axis or turning and nodding of the car bodies allow the vertical axis or about the transverse axis. In particular, in narrow and possibly also excessive track curves (radius below about 50 m), there is a torsion of the car bodies, wherein the torsional forces are transmitted through the upper joints, with the result of high stresses on the body structure of the car bodies. Although the car bodies are dimensioned in view of these high stresses, overloads and damage to the body structures in years of driving can not be ruled out.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein großräumiges Fahrzeug mit den gattungsgemäßen Merkmalen auf möglichst einfache Weise so auszugestalten, dass die Übertragung von Torsionskräften durch die oberen Gelenke wesentlich reduziert ist und dadurch lokale Überlastungen und Beschädigungen der Aufbaustrukturen der Wagenkästen vermieden sind.The invention is therefore the object of a large-scale vehicle with the generic features in the simplest possible way in such a way that the transmission of torsional forces is significantly reduced by the upper joints and thereby local overloads and damage to the body structures of the car bodies are avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf beiden Seiten neben dem unteren Gelenk jeweils ein wagenseitig angeschlossenes Kopplungselement für das Übertragen von Torsionskräften angeordnet ist.This object is achieved in that is arranged on both sides next to the lower joint in each case a carriage side connected coupling element for the transmission of torsional forces.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die mit dem Gegenstand nach der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass auftretende Torsionskräfte in weitaus geringerem Umfang durch die oberen Gelenke in die Aufbaustrukturen der Wagenkästen geleitet werden, sondern größtenteils über die Kopplungselemente unmittelbar in die stabilen Untergestellstrukturen der Wagenkästen. Die Aufbaustrukturen sind dadurch wesentlich entlastet mit der günstigen Folge einer höheren Dauerfestigkeit.The achievable with the object according to the invention advantages are in particular that occurring torsional forces are conducted to a much lesser extent by the upper joints in the body structures of the car bodies, but mostly via the coupling elements directly into the stable frame structures of the car bodies. The body structures are thus significantly relieved with the favorable consequence of a higher fatigue strength.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, das in der Zeichnung prinzipartig dargestellt ist. Es zeigen

Fig. 1
die untere Gelenkpartie eines Schienenfahrzeuges in der Draufsicht,
Fig. 2
eine Seitenansicht im Bereich des in Blattebene der Fig. 1 unteren Kopplungselementes.
Furthermore, the invention will be described in more detail with reference to an embodiment which is shown in principle in the drawing. Show it
Fig. 1
the lower hinge part of a rail vehicle in plan view,
Fig. 2
a side view in the region of the bottom plane of Fig. 1 lower coupling element.

Die Wagenkästen 1, 2 sind vorzugsweise Bestandteile eines modular gestalteten Multigelenk-Schienenfahrzeuges, das z. B. insgesamt drei, fünf oder sieben Wagenkästen aufweist. Der Wagenkasten 1 kann auf einem Drehgestell oder Fahrwerk abgestützt sein, während der Wagenkasten 2 brückenartig ausgebildet und durch den abgestützten Wagenkasten 1 und einen weiteren abgestützten Wagenkasten getragen wird, der in Zeichnungsebene der Fig. 1 links neben dem brückenartigen Wagenkasten 2 angeordnet ist. Es ist jedoch auch denkbar, sämtliche Wagenkästen auf Drehgestellen oder Fahrwerken abzustützen.The car bodies 1, 2 are preferably components of a modular designed multi-articulated rail vehicle, the z. B. has a total of three, five or seven car bodies. The car body 1 may be supported on a bogie or chassis, while the car body 2 is formed like a bridge and supported by the car body 1 and another supported car body is supported, which is arranged in the plane of the drawing of Fig. 1 to the left of the bridge-like car body 2. However, it is also conceivable to support all car bodies on bogies or chassis.

Alle Wagenkästen dieses Multigelenk-Schienenfahrzeuges sind jeweils durch ein sphärisch ausgeführtes unteres Gelenk 3 in Fahrzeuglängsmitte 6 und ein im Dachbereich befindliches oberes Gelenk gekoppelt. Diese Gelenke lassen bei Kurvenfahrt Drehbewegungen der Wagenkästen 1, 2 um die Hochachse 5 zu. Bei einem mehr als dreiteiligen Schienenfahrzeug ist zumindest ein oberes Gelenk derart ausgebildet, dass das Fahrzeug bei Mulden- oder Kuppenfahrt auch Nickbewegungen um die Querachse ausführen kann.All car bodies of this multi-articulated rail vehicle are each coupled by a spherically designed lower joint 3 in the vehicle longitudinal center 6 and an upper joint located in the roof area. These joints allow for cornering rotational movements of the car bodies 1, 2 about the vertical axis 5. In a more than three-part rail vehicle, at least one upper joint is designed in such a way that the vehicle can also execute pitching movements about the transverse axis in the event of trough or uphill travel.

Auf beiden Seiten neben dem unteren Gelenk 3 ist jeweils ein wagenseitig angeschlossenes Kopplungselement 4 für das Übertragen von Torsionskräften angeordnet. Jedes Kopplungselement 4 weist einen Kontaktsteg 4a an dem einen Wagenkasten 1 und eine Aufnahme 4b an dem anderen Wagenkasten 2 auf. Der Kontaktsteg 4a und die Aufnahme 4b sind mittels Anschraubplatten 4d am Untergestell des entsprechenden Wagenkastens 1 bzw. 2 befestigt.On both sides next to the lower joint 3, a carriage side connected coupling element 4 for the transmission of torsional forces is arranged in each case. Each coupling element 4 has a contact web 4a on the one car body 1 and a receptacle 4b on the other car body 2. The contact web 4a and the receptacle 4b are fastened by means of mounting plates 4d on the undercarriage of the corresponding car body 1 and 2 respectively.

Bei Geradeausfahrt und beim Befahren von Gleiskurven mit großem Radius stehen der Kontaktsteg 4a und die Aufnahme 4b der Kopplungselemente 4 nicht in Wirkverbindung. Der Kontaktsteg 4a und die Aufnahme 4b eines der beiden Kopplungselemente 4 befinden sich nur bei für die Wagenkastenstrukturen kritischen Situationen, insbesondere beim Befahren enger Gleiskurven mit einem Radius unter 50 m in Wirkverbindung. Dabei ist je nach Verlauf der Gleiskurve das in Zeichnungsebene der Fig. 1 obere Kopplungselement 4 oder (wie gezeichnet) das untere Kopplungselement 4 wirksam.When driving straight ahead and when driving on track curves with a large radius of the contact web 4a and the receptacle 4b of the coupling elements 4 are not in operative connection. The contact web 4a and the receptacle 4b of one of the two coupling elements 4 are only in operative situations for the car body structures critical situations, in particular when driving close track curves with a radius of less than 50 m. It is depending on the course of the track curve 1 in the plane of the drawing of Figure 1 upper coupling element 4 or (as drawn) the lower coupling element 4 effectively.

Bei den nach dem Prinzip "Schwert und Tasche" ausgebildeten Kopplungselementen 4 taucht bei Kurvenfahrt zunächst der Kontaktsteg 4a (das Schwert) in die Aufnahme 4b (die Tasche) ein, wobei zwischen dem Kontaktsteg 4a und der Aufnahme 4b vertikale Spiele vorhanden sind, so dass anfänglich noch keine Kräfte übertragen werden. Bei der Bemessung dieser vertikalen Spiele sind Nickbewegungen und Wankbewegungen der Wagenkästen 1, 2 berücksichtigt. Bei noch kleineren Kurvenradien erfolgt ein weiteres Eintauchen des Kontaktsteges 4a in die Aufnahme 4b, wobei die vertikalen Spiele aufgehoben und mithin Torsionskräfte übertragen werden.When trained on the principle of "sword and pocket" coupling elements 4 emerges when cornering first, the contact bar 4a (the sword) in the recording 4b (the bag), wherein between the contact bridge 4a and the recording 4b vertical games are present, so that initially no forces are transmitted. In the design of these vertical games pitching and rolling movements of the car bodies 1, 2 are taken into account. At even smaller curve radii further immersion of the contact web 4a takes place in the receptacle 4b, the vertical games canceled and therefore torsional forces are transmitted.

Innerhalb der Aufnahme 4b des Kopplungselementes 4 sind bevorzugt Gleitplatten 4c für den Kontaktsteg 4a angeordnet, die zusätzlich mit Dämpfungselementen 4e, beispielsweise in Form von Gummi-Metall-Körpern, kombiniert werden können. Die Gleitplatten 4c können leicht schräg und/oder sphärisch angebunden sein. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, hat der Kontaktsteg 4a eine keilförmige oder auch konische Ausbildung, um ein leichteres Eintauchen in die Aufnahme 4b sowie eine sichere Kraftübertragung zu gewährleisten.Within the receptacle 4b of the coupling element 4 sliding plates 4c are preferably arranged for the contact web 4a, which can be additionally combined with damping elements 4e, for example in the form of rubber-metal bodies. The sliding plates 4c may be slightly obliquely and / or spherically connected. As can be seen from FIG. 2, the contact web 4a has a wedge-shaped or also conical design in order to ensure easier dipping into the receptacle 4b as well as a secure transmission of force.

Gemäß Fig. 1 sind die Kopplungselemente 4 relativ nahe am unteren Gelenk 3 platziert, also als innere Abstützung ausgeführt. Im Falle einer vom unteren Gelenk 3 entfernter liegenden äußeren Abstützung sind die aufzunehmenden Stützkräfte kleiner, wobei dann allerdings größere vertikale Wege zu berücksichtigen sind.According to Fig. 1, the coupling elements 4 are placed relatively close to the lower joint 3, so executed as an inner support. In the case of a remote from the lower joint 3 outer support the male support forces are smaller, in which case, however, larger vertical paths are taken into account.

Claims (5)

Großräumiges Fahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere Multigelenk-Schienenfahrzeug, das jeweils durch ein oberes Gelenk und ein unteres Gelenk (3) gekoppelte Wagenkästen (1, 2) aufweist, von denen wenigstens zwei Wagenkästen jeweils auf einem Drehgestell oder Fahrwerk abgestützt sind, wobei die Gelenke bei Kurvenfahrt Drehbewegungen der Wagenkästen (1, 2) um die Hochachse (5) zulassen, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten neben dem unteren Gelenk (3) jeweils ein wagenseitig angeschlossenes Kopplungselement (4) für das Übertragen von Torsionskräften angeordnet ist.Large-scale vehicle for passenger transport, in particular multi-articulated rail vehicle, each by an upper joint and a lower joint (3) coupled car bodies (1, 2), of which at least two car bodies are each supported on a bogie or chassis, wherein the joints at Cornering rotational movements of the car bodies (1, 2) about the vertical axis (5) allow, characterized in that on both sides next to the lower joint (3) each a carriage side connected coupling element (4) is arranged for the transmission of torsional forces. Großräumiges Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kopplungselement (4) einen Kontaktsteg (4a) an dem einen Wagenkasten (1) und eine Aufnahme (4b) an dem anderen Wagenkasten (2) aufweist.Large-area vehicle according to claim 1, characterized in that each coupling element (4) has a contact web (4a) on the one car body (1) and a receptacle (4b) on the other car body (2). Großräumiges Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktsteg (4a) und die Aufnahme (4b) der Kopplungselemente (4) bei Geradeausfahrt und beim Befahren von Gleiskurven mit großem Radius nicht in Wirkverbindung stehen.Large-area vehicle according to claim 2, characterized in that the contact web (4a) and the receptacle (4b) of the coupling elements (4) are not in operative connection when driving straight ahead and when driving on track curves with a large radius. Großräumiges Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktsteg (4a) und die Aufnahme (4b) eines der beiden Kopplungselemente (4) nur beim Befahren einer engen Gleiskurve in Wirkverbindung stehen.Large-area vehicle according to claim 2 or 3, characterized in that the contact web (4a) and the receptacle (4b) of one of the two coupling elements (4) are only in operative engagement when driving on a tight track curve. Großräumiges Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Aufnahme (4b) Gleitplatten (4c) für den Kontaktsteg (4a) angeordnet sind.Large-area vehicle according to one of claims 2 to 4, characterized in that within the receptacle (4b) sliding plates (4c) for the contact web (4a) are arranged.
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