EP3810481B1 - Wagenkasten mit verbindungsanordnung und wagenanordnung - Google Patents

Wagenkasten mit verbindungsanordnung und wagenanordnung Download PDF

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EP3810481B1
EP3810481B1 EP19745997.7A EP19745997A EP3810481B1 EP 3810481 B1 EP3810481 B1 EP 3810481B1 EP 19745997 A EP19745997 A EP 19745997A EP 3810481 B1 EP3810481 B1 EP 3810481B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carriage body
carriage
connection
connecting device
arrangement
Prior art date
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Active
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EP19745997.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3810481A1 (de
Inventor
Gerhard Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP3810481A1 publication Critical patent/EP3810481A1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/12—Continuous draw-gear combined with buffing appliances, e.g. incorporated in a centre sill
    • 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
    • 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

  • Examples of such a car body are from AT 502 530 A1 , the DE 508 005 C , the CH 153 359 A or also from the U.S. 2,506,460 A known.
  • the connection of coupling devices for connecting the individual car bodies of a multi-part rail vehicle is therefore associated with a comparatively high level of effort. This high cost of the connections makes the production of multi-part rail vehicles less economical than concepts with fewer but longer car bodies.
  • connecting devices in which parts of the crossing bridges and the corrugated bellows enclosing the crossing are supported via sliders on the coupling rod connecting the two adjacent car bodies. Apart from the floor area that can be used as standing or parking space, the transitions have no functionality beyond the connection of the adjacent wagons.
  • Such a solution has the advantage that the high longitudinal forces within multi-unit rail vehicles are transmitted between the outer joints without a longitudinal force flow via the car body housing, but directly via a coupling rod that can withstand tensile and compressive loads.
  • the connecting device thus provides a load path that is separate from the car body housing.
  • the Coupling rod can be arranged in or on the car body housing, for example below the car body housing or in a longitudinal channel of the car body housing.
  • the longitudinal direction is the direction along the rail vehicle, ie from and to the adjacent car bodies.
  • the transverse direction is the horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction and to the vertical direction.
  • the connecting device thus provides a continuous connection with the adjacent car bodies, which relieves the car body housing.
  • the flange connections that are common in the prior art can be omitted. This is particularly advantageous in the case of aluminum car bodies, in which these flanges can only be implemented with great effort.
  • the connecting device can essentially be made of steel, which is also well suited for the coupling rod, which can be realized with relatively compact dimensions, with its connections to the articulated arms.
  • the invention allows the very simple and therefore easy and inexpensive production of short car bodies, in which the advantage of eliminating the fully loadable flange outweighs the fundamental disadvantage of a parallel routing of the load paths. This makes multi-part designs of carriage arrangements in rail vehicles more economical in comparison.
  • the car body housing has a guide channel in the longitudinal direction, in which the connecting device is guided in the vertical direction and in the transverse direction.
  • the guide channel is advantageously integrated into an underbody of the car body.
  • the body of the car can therefore include a continuous guide channel in which the central rod and the articulated arms are guided in the vertical direction and in the transverse direction.
  • the car body includes a driver element that forms a positive connection between the connecting device and the car body housing.
  • the driver element can be provided as a form-fitting connection for the transmission of tensile forces between parts of the coupling rod and for connection to the car body housing.
  • the driver element can be designed as a rotationally symmetrical sleeve, which preferably runs in the vertical direction (perpendicular to the load direction).
  • the driver element can comprise a cylindrical bolt.
  • At least one connection between one of the articulated arms and the central rod comprises an inner joint and/or an elastic element.
  • the inner joint or joints can thus allow a certain flexibility of the connecting device (e.g. when cornering).
  • the connection allows a reversible energy absorption in the longitudinal direction with an elastic element.
  • One or both connections can comprise several elastic elements. That or the elastic elements can Be spring plates and / or spring rings, which are preferably stacked in the longitudinal direction.
  • the car body comprises at least one support arrangement which is connected to the car body housing and which supports the connection arrangement in the vertical direction and in the transverse direction.
  • a support arrangement is arranged under each of the articulated arms.
  • the support assembly may include sliders. This enables a low-friction spring movement of the (elastic) inner joints.
  • Two or more support arrangements can also be provided per articulated arm, e.g. B. per articulated arm one above and one below the articulated arm.
  • the support arrangement(s) is/are preferably arranged in the guide channel.
  • the support arrangement comprises slides with a wedge-shaped cross-section perpendicular to the longitudinal direction.
  • a pair of slides may be positioned transversely below or above the link assembly and taper in a wedge shape. In this way, the connecting device or the articulated arms are centered without play.
  • the car body has no running gear.
  • the car body according to the invention it is significantly less complicated and more economical to produce short and therefore lighter car bodies overall.
  • the car body can therefore be designed as a transition module without its own chassis between two carrier cars.
  • the outer joints for connection to the carrier carriage can be designed to absorb vertical and transverse forces.
  • the car body housing also contains functional elements that are not used for mechanical connection with adjacent car bodies.
  • the car body is in in this case, for example, a passenger car or a freight car, preferably without running gear.
  • a carriage arrangement for a rail vehicle comprising a carriage body according to one of the above embodiments and a first carrier carriage connected to a front side of the connecting device and a second carrier carriage connected to a rear side of the connecting device.
  • first carrier wagon and the second carrier wagon each have a running gear, with the car body not having a running gear.
  • Car bodies according to the invention can thus also be carried by the adjoining cars (carrier cars), which further reduces the overall costs of the rail vehicle.
  • figure 1 is a sectional view of a wagon arrangement according to the invention in the longitudinal direction, comprising a wagon body 1 according to the invention as well as a first carrier wagon 2 and a second carrier wagon 3.
  • the wagon body 1 has no running gear, but it is also possible for the wagon body 1 to have its own running gear.
  • the car body 1 comprises a car body housing 4 and a connecting device 5.
  • the connecting device 5 is arranged in the car body housing 4 in the longitudinal direction and is designed to connect the car body 1 to two adjacent car bodies (first carrier car 2 and second carrier car 3).
  • the connecting device 5 (see Figures 1 to 3 ) includes a coupling rod.
  • the coupling rod comprises a central rod 6 and a first articulated arm 7 which is connected to the central rod 6 via a first connection 8 .
  • the first articulated arm 7 has an end facing away from the central rod 6 and a first outer joint 9 for connection to an adjacent car body (of the second carrier car 3).
  • the connection device 5 also comprises a second articulated arm 10 which is connected to the central rod 6 via a second connection 11 .
  • the second articulated arm 10 has an end remote from the central rod 6 second outer joint 12 for connection to an adjacent car body (of the first carrier car 2).
  • the connecting device 5 thus provides a continuous connection with the adjoining car bodies of the carrier cars 2, 3, which relieves the car body housing 4.
  • the flange connections that are common in the prior art can be omitted. This is particularly advantageous in the case of aluminum car bodies, in which these flanges can only be implemented with great effort.
  • the connecting device 5, on the other hand, can essentially be made of steel, which is also well suited for the central rod 6, which can be realized with relatively compact dimensions, with its connections to the articulated arms.
  • the carrier carriages 2, 3 here have, for example, the flange connections 13, 14 known in the prior art for connection to one of the outer joints 12, 9 each.
  • the invention allows the very simple and therefore easy and inexpensive production of short car bodies 1. In this way, multi-part designs of car arrangements in rail vehicles become more economical in comparison.
  • the car body housing 4 comprises a guide channel 15 in the longitudinal direction, in which the connecting device 5 is guided in the vertical direction and in the transverse direction.
  • the guide channel 15 is integrated into an underbody of the car body 4 .
  • the car body 4 thus contains a continuous guide channel 15 in the longitudinal direction, in which the central rod 6 and the articulated arms 7, 10 are guided in the vertical direction and in the transverse direction.
  • the car body 1 includes a driver element 16 which forms a positive connection between the connecting device 5 and the car body housing 4 .
  • the driver element 16 can be used as a form-fitting connection for the transmission of tensile forces between parts of the coupling rod and for connection be provided on the car body housing 4.
  • the driver element 16 can be designed as a rotationally symmetrical sleeve, which preferably runs in the vertical direction (perpendicular to the load direction).
  • the driver element 16 can comprise a cylindrical bolt.
  • connections 8, 11 between the articulated arms 7, 10 and the central rod 6 each comprise an inner joint.
  • the connections 8, 11 comprise at least one elastic element (here three each) between the articulated arms 7, 10 and the central rod 6.
  • the connection thus allows reversible energy absorption in the longitudinal direction, e.g. B. in a normal deceleration of the rail vehicle.
  • the elastic elements here are spring washers that are stacked in the longitudinal direction. However, other elastic elements are also conceivable.
  • the car body 1 For each articulated arm 7, 10, the car body 1 comprises two support arrangements 17, 18 which are connected to the car body housing 4 and which support the connection arrangement in the vertical direction and in the transverse direction (see in particular figures 2 and 3 ).
  • one support arrangement 17 is arranged under each of the articulated arms 7, 10 in the vertical direction.
  • one support arrangement 18 is arranged in the vertical direction above each of the articulated arms 7,10.
  • the support arrangement includes slide pieces 19. This enables a low-friction spring movement of the (elastic) inner joints. It is also possible for each articulated arm 7, 10 to have more than two support arrangements 17, 18 or only one support arrangement 17, 18.
  • the support arrangements 17, 18 are arranged in the guide channel 15.
  • the sliders 19 have a wedge-shaped cross-section perpendicular to the longitudinal direction (as in figure 1 shown from left to right).
  • One pair of slides 19 can be placed in the transverse direction below or above the connection arrangement 5 be arranged and taper in the shape of a wedge. In this way, the connecting device 5 or the articulated arms 7, 10 are centered without play.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Handcart (AREA)
  • Carriages For Children, Sleds, And Other Hand-Operated Vehicles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug umfassend ein Wagenkastengehäuse und eine Verbindungseinrichtung, die im oder am Wagenkastengehäuse in Längsrichtung angeordnet ist und die dazu eingerichtet ist, den Wagenkasten mit zwe i angrenzenden Wagenkästen zu verbinden, wobei die Verbindungseinrichtung umfasst:
    • eine Kuppelstange,
    • ein erstes Außengelenk zur Verbindung mit einem angrenzenden Wagenkasten, und
    • ein zweites Außengelenk zur Verbindung mit einem angrenzenden Wagenkasten,
    wobei die Kuppelstange sowohl auf Zug als auch auf Druck belastbar ist und Längskräfte zwischen den angrenzenden Wagenkästen direkt überträgt, ohne das Wagenkastengehäuse in Längsrichtung zu belasten. Die Erfindung betrifft außerdem eine Wagenanordnung umfassend einen derartigen Wagenkasten.
  • Ausführungsbeispiele für einen solchen Wagenkasten sind aus der AT 502 530 A1 , der DE 508 005 C , der CH 153 359 A oder auch aus der US 2 506 460 A bekannt.
  • Wagenkästen aus Aluminium, insbesondere in der üblichen Integralbauweise aus Strangpressprofilen, sind für konzentrierte Lasteinleitungen schlecht geeignet. Daher ist die Anbindung von Kupplungseinrichtungen zum Verbinden der einzelnen Wagenkästen eines mehrgliedrigen Schienenfahrzeugs mit vergleichsweise hohem Aufwand verbunden. Dieser hohe Aufwand an den Verbindungen macht die Herstellung vielgliedriger Schienenfahrzeuge gegenüber Konzepten mit weniger, aber längeren Wagenkästen unwirtschaftlicher.
  • Im Stand der Technik wurden die gelenkigen Verbindungselemente bevorzugt mit quer zu Fahrtrichtung orientierten Flanschverbindungen an den Enden der Wagenkästen befestigt.
  • Hinter der Flanschfläche sind bei Aluminium-Wagenkästen aufwändige Übergangskonstruktionen nötig, um den Kraftfluss gleichmäßig auf die bevorzugt aus dünnwandigen Hohlkammerprofilen bestehende Röhre zu verteilen.
  • Ebenfalls bekannt sind Verbindungseinrichtungen, bei denen sich Teile der Übergangsbrücken und des den Übergang umschließenden Wellenbalgs über Gleitstücke auf der die beiden angrenzenden Wagenkästen verbindenden Kuppelstange abstützen. Die Übergänge haben hier abgesehen von der ggf. als Steh- oder Abstellplatz nutzbaren Grundfläche keine über die Verbindung der angrenzenden Wagen hinausgehende Funktionalität.
  • Die Aufgabe besteht darin, einen Wagenkasten der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der Wagenanordnungen mit einer höheren Anzahl kurzer Wagenkästen ermöglicht. Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Wagenkasten dadurch gelöst, dass die Kuppelstange umfasst:
    • eine zentrale Stange ,
    • einen ersten Gelenkarm, der über eine erste Verbindung mit der zentralen Stange verbunden ist, wobei der erste Gelenkarm an einem der zentralen Stange abgewandten Ende das erste Außengelenk aufweist, und
    • einen zweiten Gelenkarm, der über eine zweite Verbindung mit der zentralen Stange verbunden ist, wobei der zweite Gelenkarm an einem der zentralen Stange abgewandten Ende das zweite Außengelenk aufweist.
  • Eine derartige Lösung hat den Vorteil, dass die hohen Längskräfte innerhalb von mehrgliedrigen Schienenfahrzeugen zwischen den Außengelenken ohne Kraftfluss in Längsrichtung über das Wagenkastengehäuse, sondern direkt über eine auf Zug und Druck belastbare Kuppelstange übertragen werden. Die Verbindungseinrichtung stellt also einen vom Wagenkastengehäuse separaten Lastpfad bereit. Die Kuppelstange kann in oder am Wagenkastengehäuse, also beispielsweise unterhalb des Wagenkastengehäuses oder in einem Längskanal des Wagenkastengehäuses angeordnet sein.
  • Als Längsrichtung ist im Rahmen dieser Anmeldung die Richtung entlang des Schienenfahrzeugs, also von und zu den angrenzenden Wagenkästen, bezeichnet. Als Querrichtung ist die horizontale Richtung senkrecht zur Längsrichtung und zur Vertikalrichtung bezeichnet.
  • Die Verbindungseinrichtung stellt also im Gegensatz zum Stand der Technik eine durchgehende Verbindung mit den angrenzenden Wagenkästen bereit, die das Wagenkastengehäuse entlastet. Die im Stand der Technik verbreiteten Flanschverbindungen können entfallen. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei Wagenkästen aus Aluminium, in denen diese Flansche nur aufwändig zu realisieren sind. Die Verbindungseinrichtung kann hingegen im Wesentlichen aus Stahl hergestellt sein, der sich auch für die mit relativ kompakten Abmessungen zu realisierende Kuppelstange mit Ihren Verbindungen zu den Gelenkarmen gut eignet.
  • Die Erfindung erlaubt die sehr einfache und damit leichte und kostengünstige Fertigung kurzer Wagenkästen, bei denen der Vorteil des Entfalls der voll belastbaren Flanschverbindungen den prinzipiellen Nachteil einer parallelen Führung der Lastpfade überwiegt. Damit werden vielgliedrige Bauweisen von Wagenanordnungen in Schienenfahrzeugen im Vergleich wirtschaftlicher.
  • Die Kuppelstange umfasst:
    • eine zentrale Stange,
    • einen ersten Gelenkarm, der über eine erste Verbindung mit der zentralen Stange verbunden ist, wobei der erste Gelenkarm an einem der zentralen Stange abgewandten Ende das erste Außengelenk aufweist, und
    • einen zweiten Gelenkarm, der über eine zweite Verbindung mit der zentralen Stange verbunden ist, wobei der zweite Gelenkarm an einem der zentralen Stange abgewandten Ende das zweite Außengelenk aufweist. Die Verbindungen unterstützen die Belastbarkeit der Verbindungseinrichtung auf Druck und Zug. Weiterhin ermöglicht dieser Aufbau eine gewisse Flexibilität der Verbindungseinrichtung in Querrichtung und Vertikalrichtung.
  • Es ist bevorzugt, wenn das Wagenkastengehäuse einen Führungskanal in Längsrichtung aufweist, in der die Verbindungseinrichtung in Vertikalrichtung und in Querrichtung geführt ist. Der Führungskanal ist vorteilhafterweise in einen Unterboden des Wagenkastens integriert. Der Wagenkasten kann also einen durchgehenden Führungskanal enthalten, in dem die zentrale Stange und die Gelenkarme in Vertikalrichtung und in Querrichtung geführt sind.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Wagenkasten ein Mitnahmeelement, das eine formschlüssige Verbindung zwischen der Verbindungseinrichtung und dem Wagenkastengehäuse bildet. Das Mitnahmeelement kann als eine formschlüssige Verbindung zur Übertragung von Zugkräften zwischen Teilen der Kuppelstange und zur Anbindung an das Wagenkastengehäuse vorgesehen sein. Das Mitnahmeelement kann als rotationssymmetrische Hülse ausgebildet sein, die vorzugsweise in Vertikalrichtung (senkrecht zur Lastrichtung) verläuft. Das Mitnahmeelement kann einen zylindrischen Bolzen umfassen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst mindestens eine Verbindung zwischen einem der Gelenkarme und der zentralen Stange ein Innengelenk und/oder ein elastisches Element. Das oder die Innengelenke können damit eine gewisse Flexibilität der Verbindungseinrichtung (z. B. bei einer Kurvenfahrt) zulassen. Die Verbindung erlaubt mit einem elastischen Element eine reversible Energieaufnahme in Längsrichtung. Eine oder beide Verbindungen können mehrere elastische Elemente umfassen. Das oder die elastischen Elemente können Federplatten und/oder Federringe sein, die vorzugsweise in Längsrichtung gestapelt angeordnet sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Wagenkasten mindestens eine mit dem Wagenkastengehäuse verbundene Abstützungsanordnung, die die Verbindungsanordnung in Vertikalrichtung und in Querrichtung abstützt. Vorzugsweise ist je eine Abstützungsanordnung unter jedem der Gelenkarme angeordnet. Zur Abstützung der Verbindungsanordnung kann die Abstützungsanordnung Gleitstücke umfassen. Damit wird eine reibungsverschleißarme Feder-Bewegung der (elastischen) Innengelenke ermöglicht. Es können auch pro Gelenkarm zwei oder mehr Abstützungsanordnungen vorgesehen sein, z. B. pro Gelenkarm jeweils eine oberhalb und eine unterhalb des Gelenkarms. Die Abstützungsanordnung(en) ist/sind vorzugsweise im Führungskanal angeordnet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Abstützungsanordnung Gleitstücke mit einem keilförmigen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung. Je ein Paar von Gleitstücken kann in Querrichtung unter oder über der Verbindungsanordnung angeordnet sein und keilförmig zulaufen. Damit wird die Verbindungseinrichtung bzw. werden die Gelenkarme spielfrei zentriert.
  • Es ist bevorzugt, wenn der Wagenkasten fahrwerklos ist. Mit dem erfindungsgemäßen Wagenkasten ist es deutlich unkomplizierter und wirtschaftlicher, kurze und damit insgesamt leichtere Wagenkästen herzustellen. Der Wagenkasten kann also als Übergangsmodul ohne eigenes Fahrwerk zwischen zwei Trägerwagen ausgeführt sein. Die Außengelenke zur Verbindung mit den Trägerwagen können zur Aufnahme von Vertikal- und Querkräften ausgebildet sein.
  • In einer Ausführungsform enthält das Wagenkastengehäuse auch funktionale Elemente, die nicht der mechanischen Verbindung mit angrenzenden Wagenkästen dienen. Der Wagenkasten ist in diesem Fall also beispielsweise ein Passagierwagon oder ein Güterwagon, vorzugsweise ohne Fahrwerk.
  • In einer weiteren Ausführungsform enthält das Wagenkastengehäuse mindestens eines der folgenden funktionalen Elemente:
    • seitliche Außentüren,
    • Sitzplätze,
    • Toiletten,
    • technische Ausrüstungen zur Energieumwandlung oder Informationsverarbeitung. Der Wagenkasten kann also wie ein Passagierwagon oder ein Güterwagon ausgestattet sein, wobei er vorzugsweise fahrwerklos ist und eine geringere Länge als die angrenzenden, tragenden Wagenkästen aufweist.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin durch eine Wagenanordnung für ein Schienenfahrzeug gelöst, umfassend einen Wagenkasten nach einer der vorstehenden Ausführungsformen sowie einen mit einer Vorderseite der Verbindungseinrichtung verbundenen ersten Trägerwagen und einen mit einer Hinterseite der Verbindungseinrichtung verbundenen zweiten Trägerwagen.
  • Es ist bevorzugt, wenn der erste Trägerwagen und der zweite Trägerwagen jeweils ein Fahrwerk umfassen, wobei der Wagenkasten fahrwerklos ist. Erfindungsgemäße Wagenkästen können somit auch durch die angrenzenden Wagen (Trägerwagen) getragen werden, wodurch die Gesamtkosten des Schienenfahrzeugs weiter sinken.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Wagenanordnung in Längsrichtung mit einem erfindungsgemäßen Wagenkasten,
    Figur 2
    einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung, und
    Figur 3
    eine Schnittansicht eines Abschnitts einer erfindungsgemäßen Wagenanordnung.
  • In Figur 1 ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Wagenanordnung in Längsrichtung dargestellt, umfassend einen erfindungsgemäßen Wagenkasten 1 sowie einen ersten Trägerwagen 2 und einen zweiten Trägerwagen 3. Der Wagenkasten 1 ist in dieser Ausführungsform fahrwerklos, es ist aber auch möglich, dass der Wagenkasten 1 ein eigenes Fahrwerk umfasst.
  • Der Wagenkasten 1 umfasst ein Wagenkastengehäuse 4 und eine Verbindungseinrichtung 5. Die Verbindungseinrichtung 5 ist im Wagenkastengehäuse 4 in Längsrichtung angeordnet und dazu eingerichtet, den Wagenkasten 1 mit zwei angrenzenden Wagenkästen (erster Trägerwagen 2 und zweiter Trägerwagen 3) zu verbinden.
  • Die Verbindungseinrichtung 5 (siehe Figuren 1 bis 3) umfasst eine Kuppelstange. Die Kuppelstange umfasst eine zentrale Stange 6 und einen ersten Gelenkarm 7, der über eine erste Verbindung 8 mit der zentralen Stange 6 verbunden ist. Der erste Gelenkarm 7 weist ein an einem der zentralen Stange 6 abgewandten Ende ein erstes Außengelenk 9 zur Verbindung mit einem angrenzenden Wagenkasten (des zweiten Trägerwagens 3) auf.
  • Die Verbindungseinrichtung 5 umfasst außerdem einen zweiten Gelenkarm 10, der über eine zweite Verbindung 11 mit der zentralen Stange 6 verbunden ist. Der zweite Gelenkarm 10 weist an einem der zentralen Stange 6 abgewandten Ende ein zweites Außengelenk 12 zur Verbindung mit einem angrenzenden Wagenkasten (des ersten Trägerwagens 2) auf.
  • Die Verbindungseinrichtung 5 stellt also im Gegensatz zum Stand der Technik eine durchgehende Verbindung mit den angrenzenden Wagenkästen der Trägerwagen 2, 3 bereit, die das Wagenkastengehäuse 4 entlastet. Die im Stand der Technik verbreiteten Flanschverbindungen können entfallen. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei Wagenkästen aus Aluminium, in denen diese Flansche nur aufwändig zu realisieren sind. Die Verbindungseinrichtung 5 kann hingegen im Wesentlichen aus Stahl hergestellt sein, der sich auch für die mit relativ kompakten Abmessungen zu realisierende zentrale Stange 6 mit Ihren Verbindungen zu den Gelenkarmen gut eignet.
  • Die Trägerwagen 2, 3 weisen hier beispielsweise die im Stand der Technik bekannten Flanschverbindungen 13, 14 zur Verbindung mit je einem der Außengelenke 12, 9 auf.
  • Die Erfindung erlaubt die sehr einfache und damit leichte und kostengünstige Fertigung kurzer Wagenkästen 1. Damit werden vielgliedrige Bauweisen von Wagenanordnungen in Schienenfahrzeugen im Vergleich wirtschaftlicher.
  • Das Wagenkastengehäuse 4 umfasst einen Führungskanal 15 in Längsrichtung, in der die Verbindungseinrichtung 5 in Vertikalrichtung und in Querrichtung geführt ist. Der Führungskanal 15 ist in einen Unterboden des Wagenkastens 4 integriert. Der Wagenkasten 4 enthält also einen in Längsrichtung durchgehenden Führungskanal 15, in dem die zentrale Stange 6 und die Gelenkarme 7, 10 in Vertikalrichtung und in Querrichtung geführt sind.
  • Der Wagenkasten 1 umfasst ein Mitnahmeelement 16, das eine formschlüssige Verbindung zwischen der Verbindungseinrichtung 5 und dem Wagenkastengehäuse 4 bildet. Das Mitnahmeelement 16 kann als eine formschlüssige Verbindung zur Übertragung von Zugkräften zwischen Teilen der Kuppelstange und zur Anbindung an das Wagenkastengehäuse 4 vorgesehen sein. Das Mitnahmeelement 16 kann als rotationssymmetrische Hülse ausgebildet sein, die vorzugsweise in Vertikalrichtung (senkrecht zur Lastrichtung) verläuft. Das Mitnahmeelement 16 kann einen zylindrischen Bolzen umfassen.
  • Die Verbindungen 8, 11 zwischen den Gelenkarmen 7, 10 und der zentralen Stange 6 umfassen jeweils ein Innengelenk.
  • Die Verbindungen 8, 11 umfassen zwischen den Gelenkarmen 7, 10 und der zentralen Stange 6 mindestens ein elastisches Element (hier jeweils drei). Damit erlaubt die Verbindung eine reversible Energieaufnahme in Längsrichtung, z. B. bei einer normalen Abbremsung des Schienenfahrzeugs. Die elastischen Elemente sind hier Federringe, die in Längsrichtung gestapelt angeordnet sind. Es sind aber auch andere elastische Elemente vorstellbar.
  • Der Wagenkasten 1 umfasst je Gelenkarm 7, 10 zwei mit dem Wagenkastengehäuse 4 verbundene Abstützungsanordnungen 17, 18 die die Verbindungsanordnung in Vertikalrichtung und in Querrichtung abstützen (siehe insbesondere Figuren 2 und 3). Jeweils eine Abstützungsanordnung 17 ist in Vertikalrichtung unter jedem der Gelenkarme 7, 10 angeordnet. Jeweils eine Abstützungsanordnung 18 ist in Vertikalrichtung über jedem der Gelenkarme 7, 10 angeordnet. Zur Abstützung der Verbindungsanordnung umfasst die Abstützungsanordnung Gleitstücke 19. Damit wird eine reibungsverschleißarme Feder-Bewegung der (elastischen) Innengelenke ermöglicht. Es können auch pro Gelenkarm 7, 10 mehr als zwei Abstützungsanordnungen 17, 18 oder nur eine Abstützungsanordnung 17, 18 vorgesehen sein. Die Abstützungsanordnungen 17, 18 sind im Führungskanal 15 angeordnet.
  • Die Gleitstücke 19 weisen einen keilförmigen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (wie in Figur 1 dargestellt von links nach rechts) auf. Je ein Paar von Gleitstücken 19 kann in Querrichtung unter oder über der Verbindungsanordnung 5 angeordnet sein und keilförmig zulaufen. Damit wird die Verbindungseinrichtung 5 bzw. werden die Gelenkarme 7, 10 spielfrei zentriert.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der angehängten Ansprüche zu verlassen.

Claims (11)

  1. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug umfassend:
    - ein Wagenkastengehäuse (4) und
    - eine Verbindungseinrichtung (5), die im oder am Wagenkastengehäuse (4) in Längsrichtung angeordnet ist und die dazu eingerichtet ist, den Wagenkasten (1) mit zwei angrenzenden Wagenkästen zu verbinden,
    wobei die Verbindungseinrichtung (5) umfasst:
    - eine Kuppelstange,
    - ein erstes Außengelenk (9) zur Verbindung mit einem angrenzenden Wagenkasten, und
    - ein zweites Außengelenk (12) zur Verbindung mit einem angrenzenden Wagenkasten,
    wobei die Kuppelstange sowohl auf Zug als auch auf Druck belastbar ist und Längskräfte zwischen den angrenzenden Wagenkästen direkt überträgt, ohne das Wagenkastengehäuse (4) in Längsrichtung zu belasten,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kuppelstange umfasst:
    - eine zentrale Stange (6),
    - einen ersten Gelenkarm (7), der über eine erste Verbindung (8) mit der zentralen Stange (6) verbunden ist, wobei der erste Gelenkarm (7) an einem der zentralen Stange (6) abgewandten Ende das erste Außengelenk (9) aufweist, und
    - einen zweiten Gelenkarm (10), der über eine zweite Verbindung (11) mit der zentralen Stange (6) verbunden ist, wobei der zweite Gelenkarm (10) an einem der zentralen Stange (6) abgewandten Ende das zweite Außengelenk (12) aufweist.
  2. Wagenkasten (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Wagenkastengehäuse (4) einen Führungskanal (15) in Längsrichtung aufweist, in der die Verbindungseinrichtung (5) in Vertikalrichtung und in Querrichtung geführt ist.
  3. Wagenkasten (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Wagenkasten (1) ein Mitnahmeelement (16) umfasst, das eine formschlüssige Verbindung zwischen der Verbindungseinrichtung (5) und dem Wagenkastengehäuse (4) bildet.
  4. Wagenkasten (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens eine Verbindung (8, 11) zwischen einem der Gelenkarme (7, 10) und der zentralen Stange (6) ein Innengelenk und/oder ein elastisches Element umfasst.
  5. Wagenkasten (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Wagenkasten mindestens eine mit dem Wagenkastengehäuse (4) verbundene Abstützungsanordnung (17 umfasst, 18), die die Verbindungsanordnung (5) in Vertikalrichtung und in Querrichtung abstützt.
  6. Wagenkasten (1) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Abstützungsanordnung (17, 18) Gleitstücke (19) mit einem keilförmigen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung umfasst.
  7. Wagenkasten (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Wagenkasten (1) fahrwerklos ist.
  8. Wagenkasten (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Wagenkastengehäuse (4) auch funktionale Elemente enthält, die nicht der mechanischen Verbindung mit angrenzenden Wagenkästen dienen.
  9. Wagenkasten (1) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Wagenkastengehäuse (4) mindestens eines der folgenden funktionalen Elemente enthält:
    - seitliche Außentüren,
    - Sitzplätze,
    - Toiletten,
    - technische Ausrüstungen zur Energieumwandlung oder Informationsverarbeitung.
  10. Wagenanordnung für ein Schienenfahrzeug umfassend einen Wagenkasten (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, sowie einen mit einer Vorderseite der Verbindungseinrichtung (5) verbundenen ersten Trägerwagen (2) und einen mit einer Hinterseite der Verbindungseinrichtung (5) verbundenen zweiten Trägerwagen (3).
  11. Wagenanordnung nach Anspruch 10, wobei der erste Trägerwagen (2) und der zweite Trägerwagen (3) jeweils ein Fahrwerk umfassen, und wobei der Wagenkasten (1) fahrwerklos ist.
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