EP4117975A1 - Anordnung zur übertragung von längskräften bei einem schienenfahrzeug - Google Patents

Anordnung zur übertragung von längskräften bei einem schienenfahrzeug

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EP4117975A1
EP4117975A1 EP21725411.9A EP21725411A EP4117975A1 EP 4117975 A1 EP4117975 A1 EP 4117975A1 EP 21725411 A EP21725411 A EP 21725411A EP 4117975 A1 EP4117975 A1 EP 4117975A1
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EP
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fei
fiber element
bogie
fiber
longitudinal
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Martin Zäch
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Siemens Mobility GmbH
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Siemens Mobility GmbH
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    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/02—Types of bogies with more than one axle
    • B61F3/04—Types of bogies with more than one axle with driven axles or wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
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    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for transmitting longitudinal forces from a bogie to a support structure of a rail vehicle.
  • a pivot connects the bogie with the car body. In relation to the car body, the bogie moves about a vertical axis formed by the pivot pin. The trunnion transfers the longitudinal forces between the car body and the bogie.
  • the axles of the Laufrä are driven, for example, by electric traction motors that are housed in the bogie.
  • FIG 3 shows such a bogie DG with two tie rods ZST1, ZST2 according to the prior art.
  • the two tie rods ZST1, ZST2 are provided with elastomeric bearings ELL via connection points on the bogie or on the locomotive / car body, which enable the relative movement of connected parts to one another.
  • the elastomer bearings mentioned ELL also require a relatively large installation volume at the connection points, so that their integration is not easily possible.
  • connection consoles are provided on the locomotive / car body.
  • the connection brackets are preferably arranged in the middle Be of a cross member of the locomotive / car body in the transverse direction to the locomotive / car body.
  • a common construction of the locomotive / car body has two eccentric longitudinal members which absorb the longitudinal force via the cross member or transmit it in the locomotive / car body (not shown here).
  • the transverse beam is loaded in bending by the longitudinal force introduced and must be made correspondingly massive.
  • the invention relates to an arrangement for transmitting longitudinal forces from a bogie to a support structure of a rail vehicle.
  • the bogie is connected to the supporting structure via two Gebelemen te, the longitudinal forces, which are formed by two directions of movement of the rail vehicle, transmitted as tensile forces from the bogie to the supporting structure. Seen in the direction of travel of the rail vehicle, the two Werelemen te are arranged opposite one another.
  • the tension elements are formed out as fiber elements.
  • the fiber elements are made of highly resilient Fa fibers and designed for the exclusive transmission of tensile forces.
  • the two tie rods described in FIG. 3 and made of metal are replaced by fiber elements or ropes.
  • the bogie has two opposite ends, each end being connected to the support structure via a tension element.
  • the support structure has two parallel longitudinal members which are connected to one another at intervals with the aid of transverse members.
  • the support structure only has one longitudinal beam.
  • the bogie is designed as a driven bogie (DG).
  • the fiber element is designed such that braking or tensile forces that are generated by the drive of the bogie, as longitudinal forces are transmitted from the bogie via the fiber element to the supporting structure.
  • a first end of the fiber element is connected to the bogie or to the end of the bogie via a connection point.
  • a second end of the fiber element is connected to the center of a cross member of the supporting structure or to the supporting structure via a connection point.
  • a first end of the fiber element is connected to the end of the bogie via a connection point.
  • the fiber element contains further fiber elements and additionally has a distribution element, which is implemented as a ring, for example. Starting at the part element or ring, the fiber element is divided into further fiber elements.
  • a first fiber element is connected both to a first longitudinal member and to the cross member of the supporting structure, while a second fiber element is connected to both a second longitudinal member and to the cross member of the supporting structure as a further fiber element.
  • the first longitudinal member is preferably arranged parallel to the second longitudinal member and the two longitudinal members are connected to one another via the cross member.
  • the first fiber element is connected to the support structure at a first point at which the cross member is connected to the first longitudinal member, or the first fiber element is closed in the vicinity of the first point.
  • the second fiber element is connected to the support structure at a second point at which the cross member is connected to the second longitudinal member, or the second fiber element is connected in the vicinity of the second point. This enables the longitudinal forces to be introduced directly into the supporting structure or into the two side members thereof.
  • a second end of the fiber element is connected centrally to the cross member.
  • the fiber element or the further fiber elements are made of highly resilient fibers, preferably of Kevlar fibers and / or of carbon fibers.
  • a further division of the further fiber elements is carried out by additional distribution elements or rings, which are connected to the support structure via distributed connection points after further division has taken place.
  • the support structure is part of a frame or a locomotive body or a car body.
  • the present invention saves weight.
  • the fiber elements transmit the respective tension forces with a significantly lower weight compared to the massive tie rods of the prior art described in FIG.
  • the fiber elements allow an easily adaptable connection situation to the support structure that is optimized through distribution.
  • the present invention saves the elastomer bearings of the tie rods and thus gains installation space.
  • the present invention simplifies maintenance or revision work, since the fiber elements are elastically deformable perpendicular to the fiber direction. This makes them easier to remove than the metal tie rods according to the prior art described in FIG.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the arrangement according to the invention on a driven bogie DG.
  • the bogie DG has two ends, seen in the direction of travel, which are opposite one another.
  • the support structure TS here has, for example, two parallel longitudinal members LT1, LT2, which are connected to one another at intervals with the aid of transverse members QUT.
  • a first end of the fiber element FEI is connected to the bogie DG via a connection point ASP-DG.
  • a second end of the fiber element FEI is connected to the center of the cross member QUT shown via a connection point ASP-QUT.
  • the fiber element FEI is made up of several partial fibers or partial fiber elements, so that the fiber element FEI contains further fiber elements FEH, FE12 and the fiber element FEI is divided into further fiber elements FEH, FE12 on a ring RNG.
  • a first end of a first fiber element FEH is connected via a connection point ASP-LT1 both to a first longitudinal member LT1 and to the cross member QUT.
  • the first fiber element FEI is connected in the closer area of the connection point ASP-LT1 shown.
  • a second end of the first partial fiber element FEH is connected to the fiber element FEI on the ring RNG or begins or originates on the ring RNG.
  • a first end of a second fiber element FE12 is connected via a connection point ASP-LT2 both to a second longitudinal member LT2 and to the cross member QUT.
  • the second fiber element FE2 is connected in the closer area of the connection point ASP-LT2 shown.
  • a second end of the second fiber element FE12 is connected to the fiber element FEI on the ring RNG or begins or emerges on the ring RNG.
  • the fiber element FEI or the fiber elements FEH, FE12 consist of highly resilient fibers which preferably contain Kevlar fibers and / or carbon fibers or which are made up entirely of Kevlar fibers and / or carbon fibers.
  • the fibers or the fiber elements FEI, FEH, FE12 are preferably encased with a matrix for additional protection.
  • the fiber elements FEI, FEH, FE12 are designed for the exclusive transmission of tensile forces.
  • the fiber elements FEH and FE12 realizes an advantageous introduction of the longitudinal forces directly or close to the longitudinal beams LT1, LT2.
  • the cross member QUT By deflecting the force through the fiber elements FEH and FE12, the cross member QUT no longer has to absorb the longitudinal force derived via these fiber elements. Due to the geometry of the force introduction of these fiber elements, the cross member absorbs a resulting compressive force. This reduces a bending load on the cross member QUT. Despite the additional pressure load, the cross member QUT can be dimensioned to be less massive compared to the prior art according to FIG. 3.
  • FIG. 2 shows, with reference to FIG. 1, a second embodiment of the present invention.
  • elements with defined stiffnesses can be used to connect the fiber elements to the supporting structure. Furthermore, elements with a defined rigidity can be inserted between the individual fiber elements. This advantageously ensures that elastomer bearings can be used at connection points which have smaller dimensions compared to the prior art.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Längskräften von einem Drehgestell (DG) an eine Tragstruktur (TS) eines Schienenfahrzeugs. Das Drehgestell (DG) ist mit der Tragstruktur (TS) über zwei Zugelemente (FE1) verbunden, die Längskräfte, die durch zwei Bewegungsrichtungen des Schienenfahrzeugs gebildet werden, als Zugkräfte vom Drehgestell (DG) an die Tragstruktur (TS) übertragen. In Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs gesehen sind die beiden Zugelemente (FE1) einander gegenüberliegend angeordnet. Erfindungsgemäß ist das Zugelement (FE1) als Faserelement (FE1) ausgebildet. Dabei ist das Faserelement (FE1) aus hochbelastbaren Fasern gefertigt und zur ausschließlichen Übertragung von Zugkräften ausgebildet.

Description

Beschreibung
Anordnung zur Übertragung von Längskräften bei einem Schie nenfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Längskräften von einem Drehgestell an eine Tragstruktur eines Schienenfahrzeugs .
Bei Schienenfahrzeugen muss der Übertragung von Längskräften, beispielsweise von Zug- und Bremskräften, von einem Drehge stell zu einer Tragstruktur eine hohe Bedeutung zugemessen werden. Als Tragstruktur kann beispielswiese ein Lokkasten oder Wagenkasten verwendet werden.
Zur genannten Übertragung von Längskräften existieren mehrere Konzepte, von denen stellvertretend einige genannt und be schrieben werden:
Längskraftübertragung mittels Drehzapfen: Ein Drehzapfen ver bindet das Drehgestell mit dem Wagenkasten. Im Bezug zum Wa genkasten bewegt sich das Drehgestell um eine vom Drehzapfen gebildete vertikale Achse. Durch den Drehzapfen erfolgt eine Übertragung der Längskräfte zwischen Wagenkasten und Drehge stell.
Längskraftübertragung mittels Zug-/Druckstange: Bei dieser Ausgestaltung erfolgt eine Übertragung von Längskräften vom Drehgestell zum Fahrzeugkasten über eine Zug-/Druckstange, die verschleißfrei gelagert an einem Kopfträger des Drehge stell-Rahmens angreift. Die Zug-/Druckstange besteht aus zwei Lagern, die mit einem Rohr verbunden sind. Die Zug- /Druckstange ist aufgrund der geforderten Kraftübertragung sehr massiv ausgeführt und weist eine große Masse auf. Dadurch wird im Bereich des Drehgestells ein großes Einbauvo lumen beansprucht.
Längskraftübertragung mittels zweier Zugstangen: Bei dieser Ausgestaltung erfolgt eine Übertragung von Längskräften vom Drehgestell zum Fahrzeugkasten über zwei Zugstangen. Diese sind im Bereich von einander gegenüberliegenden Enden des Drehgestells befestigt. Durch die Verwendung zweier Zugstan gen wird eine Aufteilung der Längskräfte realisiert, so dass diese im Vergleich zu einer Zug-/Druckstange weniger massiv ausgeführt werden müssen. Aufgrund der Verwendung zweier Zug stangen wird im Vergleich zu einer Zug-/Druckstange jedoch ein entsprechend größeres Einbauvolumen benötigt.
Die Wahl des Konzepts der Längskraftübertragung wird von kon struktiven Randbedingungen und Zwängen bestimmt. Dies gilt insbesondere bei einer Längskraftübertragung bei angetrieben Drehgestellen, bei denen aufgrund des Antriebs hohe Längs kräfte (Antriebskräfte bzw. Bremskräfte) zur übertragen sind.
Bei angetriebenen Drehgestellen werden die Achsen der Laufrä der beispielswiese durch elektrische Fahrmotoren angetrieben, die im Drehgestell untergebracht sind.
FIG 3 zeigt ein derartiges Drehgestell DG mit zwei Zugstangen ZST1, ZST2 gemäß dem Stand der Technik.
Die beiden Zugstangen ZST1, ZST2 sind über Verbindungspunkte am Drehgestell bzw. am Lok-/Wagenkasten mit Elastomere-Lagern ELL versehen, die eine Relativbewegung verbundener Teile zu einander ermöglichen. Die genannten Elastomere-Lager ELL beanspruchen an den Ver bindungspunkten zusätzlich ein relativ großes Einbauvolumen, so dass deren Integration nicht ohne weiteres möglich ist.
Das beschriebene Konstruktionsprinzip mit zwei Zugstangen be dingt, dass am Lok-/Wagenkasten entsprechende Anschlusskonso len vorgesehen sind. Die Anschlusskonsolen sind bevorzugt in Querrichtung zum Lok-/Wagenkastens gesehen im mittleren Be reich eines Querträgers des Lok-/Wagenkastens angeordnet.
Eine gebräuchliche Konstruktion des Lok-/Wagenkastens weist zwei außermittig laufende Längsträger auf, welche über den Querträger die Längskraft aufnehmen bzw. im Lok-/Wagenkasten übertragen (hier nicht gezeigt).
Der Querträger wird durch die eingeleitete Längskraft auf Biegung belastet und muss entsprechend massiv ausgeführt sein.
Sowohl Einbauvolumen als auch Gewicht müssen im Design und in der Dimensionierung des Schienenfahrzeugs berücksichtigt wer den.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine An ordnung zur Übertragung von Längskräften von einem Drehge stell an eine Tragstruktur eines Schienenfahrzeugs anzugeben, die mit Blick auf Gewicht und Bauraum optimiert ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprü chen angegeben. Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Längskräften von einem Drehgestell an eine Tragstruktur eines Schienenfahrzeugs .
Das Drehgestell ist mit der Tragstruktur über zwei Zugelemen te verbunden, die Längskräfte, die durch zwei Bewegungsrich tungen des Schienenfahrzeugs gebildet werden, als Zugkräfte vom Drehgestell an die Tragstruktur übertragen. In Fahrtrich tung des Schienenfahrzeugs gesehen sind die beiden Zugelemen te einander gegenüberliegend angeordnet.
Erfindungsgemäß sind die Zugelemente als Faserelemente ausge bildet. Dabei sind die Faserelemente aus hochbelastbaren Fa sern gefertigt und zur ausschließlichen Übertragung von Zug kräften ausgebildet.
Erfindungsgemäß werden also die beiden in FIG 3 beschriebenen und aus Metall gefertigten Zugstangen durch Faserelemente bzw. Seile ersetzt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Drehgestell zwei sich gegenüberliegende Enden auf, wobei jedes Ende über ein Zugelement mit der Tragstruktur verbunden ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Tragstruktur zwei parallel verlaufende Längsträger auf, die mit Hilfe von Querträgern in Abständen miteinander verbunden sind.
In einer alternativen Weiterbildung weist die Tragstruktur lediglich einen Längsträger auf.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Drehgestell (DG) als angetriebenes Drehgestell (DG) ausgebildet. Das Faserele ment ist derart ausgebildet, dass Brems- bzw. Zugkräfte, die vom Antrieb des Drehgestells generiert werden, als Längskräf te vom Drehgestell über das Faserelement zur Tragstruktur übertragen werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein erstes Ende des Faserelements über einen Anschlusspunkt mit dem Drehgestell bzw. mit dem Ende des Drehgestells verbunden.
Ein zweites Ende des Faserelements ist über einen Anschluss punkt mit der Mitte eines Querträgers der Tragstruktur oder mit der Tragstruktur verbunden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein erstes Ende des Faserelements über einen Anschlusspunkt mit dem Ende des Drehgestells verbunden. Das Faserelement beinhaltet weitere Faserelemente und weist zusätzlich ein Verteilelement auf, das beispielsweise als Ring realisiert ist. Beginnend am Ver teilelement bzw. Ring ist eine Aufteilung des Faserelements in weitere Faserelemente realisiert.
Als weiteres Faserelement ist ein erstes Faserelement sowohl mit einem ersten Längsträger als auch mit dem Querträger der Tragstruktur verbunden, während als weiteres Faserelement ein zweites Faserelement sowohl mit einem zweiten Längsträger als auch mit dem Querträger der Tragstruktur verbunden ist.
Dabei ist bevorzugt der erste Längsträger parallel zum zwei ten Längsträger angeordnet und die beiden Längsträger sind über den Querträger miteinander verbunden.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das erste Faserelement an einem ersten Punkt mit der Tragstruktur verbunden, an dem der Querträger mit dem ersten Längsträger verbunden ist, bzw. ist das erste Faserelement in der Nähe des ersten Punktes an geschlossen. Damit wird eine unmittelbare Einleitung der Längskräfte in die Tragstruktur bzw. in deren ersten Längs träger realisiert.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das zweite Faserele ment an einem zweiten Punkt mit der Tragstruktur verbunden, an dem der Querträger mit dem zweiten Längsträger verbunden ist, bzw. ist das zweite Faserelement in der Nähe des zweiten Punktes angeschlossen. Damit wird eine unmittelbare Einlei tung der Längskräfte in die Tragstruktur bzw. in deren zwei ten Längsträger realisiert.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein zweites Ende des Faserelements mittig mit dem Querträger verbunden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Faserelement bzw. sind die weiteren Faserelemente aus hochbelastbaren Fa sern gefertigt, bevorzugt aus Kevlar-Fasern und/oder aus Car bon-Fasern .
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine weitere Auftei lung der weiteren Faserelemente durch zusätzliche Verteilele mente bzw. Ringe durchgeführt, die nach erfolgter weiterer Aufteilung mit der Tragstruktur über verteilte Anschlusspunk te verbunden sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Tragestruktur Teil eines Rahmens oder eines Lokkastens oder eines Wagenkas tens.
Durch die vorliegende Erfindung wird Gewicht eingespart. Die Faserelemente übertragen als Zugelemente die jeweiligen Zug kräfte mit einem deutlich geringeren Gewicht im Vergleich zu den massiven Zugstangen des in FIG 3 beschriebenen Stands der Technik . Zusätzlich erlauben die Faserelemente eine durch Verteilung optimierte und leicht anpassbare Anschlusssituation an der Tragstruktur .
Durch die vorliegende Erfindung werden die Elastomere-Lager der Zugstangen eingespart und damit Bauraum gewonnen.
Die erzielbare beträchtliche Einsparung an Bauraum ist insbe sondere bei komprimierten Drehgestell-Lösungen, beispielswei se bei angetriebenen Drehgestellen, vorteilhaft.
Durch die vorliegende Erfindung werden Wartungs- bzw. Revisi onsarbeiten vereinfacht, da die Faserelemente senkrecht zur Faserrichtung elastisch verformbar sind. Damit sind diese leichter entfernbar als die Metall-Zugstangen gemäß dem in FIG 3 beschriebenen Stand der Technik.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft an hand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
FIG 1 eine erste Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung,
FIG 2 eine zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, und
FIG 3 den in der Einleitung beschriebenen Stand der Technik.
FIG 1 zeigt eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung an einem angetriebenen Drehgestell DG.
Das Drehgestell DG weist in Fahrtrichtung gesehen zwei Enden auf, die sich gegenüberliegen.
An beiden Enden ist, wie nachfolgend beschrieben, eine Ver bindung mit einer Tragstruktur TS des Schienenfahrzeugs rea lisiert . Die Tragstruktur TS weist hier beispielhaft zwei parallel verlaufende Längsträger LT1, LT2 auf, die mit Hilfe von Quer trägern QUT in Abständen miteinander verbunden sind.
Im hier dargestellten Drehgestell DG ist dessen rechtes Ende mit Hilfe eines Faserelements FEI mit der Tragstruktur TS verbunden.
Ein erstes Ende des Faserelements FEI ist über einen An schlusspunkt ASP-DG mit dem Drehgestell DG verbunden. Ein zweites Ende des Faserelements FEI ist über einen Anschluss punkt ASP-QUT mit der Mitte des gezeigten Querträgers QUT verbunden.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Faserelement FEI aus mehreren Teil-Fasern bzw. Teil-Faserelementen aufgebaut, so dass das Faserelement FEI weitere Faserelemente FEH , FE12 beinhaltet und sich das Faserelement FEI an einem Ring RNG in weitere Faserelemente FEH , FE12 aufteilt.
Ein erstes Ende eines ersten Faserelements FEH ist über ei nen Anschlusspunkt ASP-LT1 sowohl mit einem ersten Längsträ ger LT1 als auch mit dem Querträger QUT verbunden.
In einer bevorzugten Weiterbildung (hier nicht im Detail dar gestellt) ist das erste Faserelement FEI in näheren Bereich des gezeigten Anschlusspunkts ASP-LT1 angeschlossen.
Ein zweites Ende des ersten Teil-Faserelements FEH ist am Ring RNG mit dem Faserelement FEI verbunden bzw. beginnt oder entspringt am Ring RNG. Ein erstes Ende eines zweiten Faserelements FE12 ist über ei nen Anschlusspunkt ASP-LT2 sowohl mit einem zweiten Längsträ ger LT2 als auch mit dem Querträger QUT verbunden.
In einer bevorzugten Weiterbildung (hier nicht im Detail dar gestellt) ist das zweite Faserelement FE2 in näheren Bereich des gezeigten Anschlusspunkts ASP-LT2 angeschlossen.
Ein zweites Ende des zweiten Faserelements FE12 ist am Ring RNG mit dem Faserelement FEI verbunden bzw. beginnt oder ent springt am Ring RNG.
Das Faserelement FEI bzw. die Faserelemente FEH , FE12 beste hen aus hochbelastbaren Fasern, die bevorzugt Kevlar-Fasern und/oder Carbon-Fasern beinhalten bzw. die vollständig aus Kevlar-Fasern und/oder Carbon-Fasern aufgebaut sind.
Bevorzugt sind die Fasern bzw. die Faserelemente FEI, FEH , FE12 für einen zusätzlichen Schutz mit einer Matrix umman telt.
Das Faserelemente FEI, FEH , FE12 sind zur ausschließlichen Übertragung von Zugkräften ausgebildet.
Im Vergleich zu der in FIG 3 gezeigten Lösung wird durch die Faserelemente FEH und FE12 eine vorteilhafte Einleitung der Längskräfte direkt bzw. nahe an den Längsträgern LT1, LT2 re alisiert.
Durch eine Kraftumlenkung durch die Faserelemente FEH und FE12 muss der Querträger QUT die über diese Faserelemente ab geleitete Längskraft nicht mehr aufnehmen. Der Querträger nimmt, bedingt durch die Geometrie der Krafteinleitung dieser Faserelemente, eine resultierende Druckkraft auf. Damit wird eine Biegebelastung des Querträ gers QUT reduziert. Trotz der zusätzlichen Druckbelastung kann der Querträger QUT im Vergleich zum Stand der Technik nach FIG 3 weniger massiv dimensioniert werden.
FIG 2 zeigt mit Bezug auf FIG 1 eine zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
Hier sind weitere Ringe RNG zu sehen, ab denen das erste Fa serelement FEH und das zweite Faserelement FE12 weiter auf geteilt werden. Entsprechend ist eine Vielzahl an Anschlusspunkten an der Tragstruktur TS vorgesehen.
Über diese weitere Aufteilung erfolgt eine optimierte Einlei tung von Zugkräften in die Tragstruktur TS bzw. in deren Ele- mente LT1, LT2 und QUT.
Bei der vorliegenden Erfindung können Element mit definierten Steifigkeiten zur Verbindung der Faserelemente mit der Trags truktur verwendet werden. Des Weiteren können Elemente mit definierter Steifigkeit zwischen die einzelnen Faserelemente eingefügt werden. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass an Anschlusspunkten Elastomere-Lager einsetzbar sind, die gerin gere Abmessungen aufweisen, im Vergleich zum Stand der Tech nik.

Claims

Patentansprüche
1.Anordnung zur Übertragung von Längskräften von einem Dreh gestell (DG) an eine Tragstruktur (TS) eines Schienenfahr zeugs,
- mit einem Drehgestell (DG) eines Schienenfahrzeugs,
- mit einer Tragstruktur (TS) des Schienenfahrzeugs,
- bei der das Drehgestell (DG) mit der Tragstruktur (TS) über zwei Zugelemente (FEI) verbunden ist, die Längs kräfte, die durch zwei Bewegungsrichtungen des Schienen fahrzeugs gebildet werden, als Zugkräfte vom Drehgestell (DG) an die Tragstruktur (TS) übertragen, bei der in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs gesehen die beiden Zugelemente (FEI) einander gegenüberliegend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Zugelemente (FEI) als Faserelemente (FEI) aus gebildet sind,
- dass das Faserelement (FEI) aus hochbelastbaren Fasern gefertigt und zur ausschließlichen Übertragung von Zug kräften ausgebildet ist.
2.Anordnung nach Anspruch 1, bei der das Drehgestell (DG) zwei sich gegenüberliegende Enden aufweist und bei der je des Ende über ein Faserelement (FEI) mit der Tragstruktur (TS) verbunden ist.
3.Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Tragstruktur (TS) zwei parallel verlaufende Längsträger (LT1, LT2) aufweist, die mit Hilfe von Querträgern (QUT) in Abständen miteinan der verbunden sind.
4.Anordnung nach Anspruch 1,
- bei der das Drehgestell (DG) als angetriebenes Drehge stell (DG) ausgebildet ist,
- bei der das Faserelement (FEI) derart ausgebildet ist, dass Brems- bzw. Zugkräfte, die vom Antrieb des Drehge stells (DG) generiert werden, als Längskräfte vom Dreh gestell (DG) über das Faserelement (FEI) zur Tragstruk tur (TS) übertragen werden.
5.Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- bei der ein erstes Ende des Faserelements (FEI) über ei nen Anschlusspunkt (ASP-DG) mit dem Ende des Drehge stells (DG) verbunden ist, und
- bei der ein zweites Ende des Faserelements (FEI) über einen Anschlusspunkt (ASP-QUT) mit der Mitte eines Quer trägers (QUT) verbunden ist.
6.Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- bei der ein erstes Ende des Faserelements (FEI) über ei nen Anschlusspunkt (ASP-DG) mit dem Ende des Drehge stells (DG) verbunden ist,
- bei der das Faserelement (FEI) weitere Faserelemente (FEH , FE12) beinhaltet sowie ein Verteilelement (RNG) aufweist,
- bei der beginnend am Verteilelement (RNG) eine Auftei lung des Faserelements (FEI) in weitere Faserelemente (FEH , FE12) realisiert ist,
- bei der als weiteres Faserelement (FEH , FE12) ein ers tes Faserelement (FEH ) in der Nähe eines Verbindungs punktes eines ersten Längsträger (LT1) mit einem Quer träger (QUT) der Tragstruktur (TS) verbunden ist,
- bei der als weiteres Faserelement (FEH , FE12) ein zwei tes Faserelement (FE12) in der Nähe eines Verbindungs- Punktes eines zweiten Längsträger (LT2) mit dem Querträ ger (QUT) der Tragstruktur (TS) verbunden ist,
- bei der der erste Längsträger (LT1) parallel zum zweiten Längsträger (TS2) angeordnet ist und die beiden Längs träger (LT1, LT2) über den Querträger (QUT) miteinander verbunden sind.
7.Anordnung nach Anspruch 6, bei der ein zweites Ende des Faserelements (FEI) mittig mit dem Querträger (QUT) bzw. mit einem mittleren Bereich des Querträgers (QUT) verbun den ist.
8.Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Faserelement (FEI) aus hochbelastbaren Fasern gefer tigt ist, bzw. bei der die weiteren Faserelemente (FEH , FE12) aus hochbelastbaren Fasern gefertigt sind.
9.Anordnung nach Anspruch 8, bei der das Faserelement (FEI, FEH , FE12) aus Kevlar-Fasern und/oder aus Carbon-Fasern gefertigt ist.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine weitere Aufteilung der weiteren Faserelemente durch zusätzliche Verteilelemente (RNG) durchgeführt ist, die nach erfolgter weiterer Aufteilung mit der Tragstruk tur (TS) verbunden sind.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Tragestruktur (TS) Teil eines Rahmens oder eines Lokkastens oder eines Wagenkastens ist.
EP21725411.9A 2020-05-04 2021-04-27 Anordnung zur übertragung von längskräften bei einem schienenfahrzeug Active EP4117975B1 (de)

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DE102020205577.7A DE102020205577A1 (de) 2020-05-04 2020-05-04 Anordnung zur Übertragung von Längskräften bei einem Schienenfahrzeug
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EP4117975A1 true EP4117975A1 (de) 2023-01-18
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EP (1) EP4117975B1 (de)
CN (1) CN115485178B (de)
DE (1) DE102020205577A1 (de)
ES (1) ES2976039T3 (de)
PL (1) PL4117975T3 (de)
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