EP4499474A1 - Schienenfahrzeug mit einer luftfederung - Google Patents

Schienenfahrzeug mit einer luftfederung

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EP4499474A1
EP4499474A1 EP23729975.5A EP23729975A EP4499474A1 EP 4499474 A1 EP4499474 A1 EP 4499474A1 EP 23729975 A EP23729975 A EP 23729975A EP 4499474 A1 EP4499474 A1 EP 4499474A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air
rail vehicle
car body
volume
air spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23729975.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roman GROSZSCHÄDL
Werner Gödl
Gerhard Weilguni
Johannes ATZMUELLER
Engelbert Rossegger
Johann Peter SCHMID
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 Austria GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility Austria GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility Austria GmbH filed Critical Siemens Mobility Austria GmbH
Publication of EP4499474A1 publication Critical patent/EP4499474A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • B61F5/04—Bolster supports or mountings
    • B61F5/10—Bolster supports or mountings incorporating fluid springs
    • 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
    • B61F1/00—Underframes
    • B61F1/08—Details
    • 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
    • B61F1/00—Underframes
    • B61F1/08—Details
    • B61F1/12—Cross bearers

Definitions

  • the invention relates to a rail vehicle with air suspension, in particular a passenger rail vehicle.
  • An air suspension comprises the actual air spring made of elastic material, which is arranged between a chassis and a car body and which is filled with a compressed gas.
  • the air suspension also includes appropriate piping for supplying and discharging the compressed gas as well as a compressed gas source, usually a compressed air compressor or a connection to a compressed air system available for operating a brake. If the air suspension has a level control, appropriate control valves and measuring devices are provided to determine the current deflection of the car body in relation to the chassis.
  • a significant improvement in suspension comfort can be achieved by increasing the compressed gas volume enclosed in the air spring, since in this way a softer spring characteristic of this air spring can be achieved.
  • the dimensions of an air spring which is usually cylindrical or ring or torus shaped rubber bellows However, they are determined by the conditions in the area between a car body and a chassis and cannot be significantly increased. Therefore, a so-called additional air volume can be provided, the volume of which is coupled to the volume of the air spring, so that a compressed gas flow can take place between these volumes. This measure makes it possible to achieve a spring characteristic even with air springs in common dimensions, which would otherwise only be possible with larger air springs.
  • the additional air volumes are designed in the form of compressed gas tanks and are arranged as close as possible to the air spring so that the flow between the volumes is not excessively hindered by friction.
  • the tank for the additional air volume can be arranged on the chassis itself, which is usually impossible due to the lack of installation space there, or this tank can be attached to the car body, but this requires longer piping with flexible sections.
  • the latter embodiment is disadvantageous for the suspension properties and increases maintenance costs.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a rail vehicle with air suspension, in which an additional air tank is coupled to an air spring, with the installation space required for this being minimized.
  • a rail vehicle with air suspension which comprises a car body and at least one chassis that is rotatably mounted relative to the car body, at least one air spring being arranged between the car body and the chassis and with each air spring being assigned an additional air tank, the Volume is connected to the volume of the air spring, and wherein the additional air tank is arranged above the air spring and extends into a recess in the car body.
  • an air suspension is provided on a rail vehicle, which comprises an air spring and an additional air tank coupled to this air spring.
  • the volume enclosed in the air spring is coupled to the volume of the additional air tank, so that gas exchange can take place between these volumes.
  • the invention provides for the additional air tank to be arranged above the air spring assigned to it, so that it extends into a recess in the car body.
  • the car body in such a way that airtight sections are provided in it, which can be used as an additional air tank.
  • this is disadvantageous, as this would mean that the entire car body would be subject to different approval regulations and tests for these pressure tanks.
  • the typical structure of a rail vehicle usually provides for a reinforced cross member in its underframe at the position where a chassis is connected, the so-called main cross member.
  • the weight of the car body and the load is transmitted to a chassis via this main cross member.
  • this carrier is designed with significantly greater strength than other parts of the car body, since it can, for example, also include lifting points for the vehicle.
  • this main cross member is made from a plurality of steel components which are welded together. These components can be designed as sheets of different thickness or strength and cast parts can also be welded into this component assembly.
  • the additional air tanks Due to the usually complex shape of the recesses in which the additional air tanks are introduced in practical versions, the additional air tanks must be designed with an equally complex shape so that the available volume in the recesses can be used as completely as possible. This requires complex production of the additional air tanks, which is only possible inadequately by connecting individual components that have to be welded together. It is therefore advantageous to produce an additional air tank made of light metal using a casting process, as this eliminates any risk of leaks at welding points and complicated geometries can also be produced. Furthermore, it is also possible to locally increase the strength of the additional air tank in places of high load. This is necessary because the force is transmitted between the air spring and the main cross member via the additional air tank, which is therefore loaded with the weight of the rail vehicle. As a result, significantly greater strength is required in this force path than in places that only serve to maintain pressure.
  • the additional air tank with a hollow shape, the volume of which is connected to the volume of the air spring.
  • this additional volume can be arranged at locations that are outside of the main cross member.
  • the hollow formation it is particularly advantageous to design the hollow formation in such a way that it extends in a ring shape around the air spring.
  • the shape can also extend in a substantially cuboid shape towards the center of the car.
  • the present invention also increases the operational safety of a rail vehicle, since the risk of leaks is reduced due to the elimination of a large number of compressed air screw connections and flexible lines.
  • Fig. l Rail vehicle with air suspension Fig. 2 Air suspension and main cross member. Fig. 3 Additional air tank.
  • FIG. l shows an example and schematic of a section through a rail vehicle with air suspension.
  • a highly abstracted representation of a rail vehicle 1 is shown in a longitudinal section, with the underframe of the car body 2 of the rail vehicle 1 being visible.
  • a chassis 3 is arranged beneath the base frame 2 and is rotatably connected to the car body 2 .
  • An air spring 4 is provided as suspension between the chassis 3 and the car body 2, which is designed as a rubber bellows.
  • An additional air tank 5 is connected to the air spring 4, so that its two volumes are connected to one another and a gas exchange can take place between the volume of the air spring 4 and the additional air tank 5.
  • This additional air tank 5 is arranged above the air spring 4, viewed from the chassis 3, and extends into a recess 6 in the car body 2 of the rail vehicle 1.
  • Fig. 2 shows an example and schematic of an air suspension and a main cross member.
  • a practical design of a rail vehicle according to the invention with air suspension is shown, with only part of the car body of the rail vehicle 1 being shown to simplify the illustration.
  • This part is designed as a main cross member 8 and represents a part of a base frame which has increased strength compared to other parts of a base frame. This allows weight forces and dynamic loads to be transmitted at points between a car body and a chassis.
  • the main cross member 8 is made from a plurality of steel components which are welded together. This so-called differential design allows the mechanical properties of a main cross member 8 to be dimensioned in such a way that also a recess 6, i.e. H .
  • FIG. 2 shows the installation situation in an exploded view, with the air springs 4 and associated compressed air piping 7 being shown outside their final installation position, so that the interaction between the recesses 6 and the additional air tanks 5 can be seen.
  • These additional air tanks 5 are shaped in such a way that they optimally fill the space of the recesses 6 . Since the recesses 6 generally cannot be designed as a simple basic geometric shape, otherwise maintaining the strength of a main cross member is difficult, it is advantageous to adapt the shape of an additional air tank 5 to a possible shape of a recess 6.
  • the additional air tank 5 can be produced from light metal using a casting process, which is advantageous in the case of more complex shapes compared to production from molds or parts welded together. sheet metal parts.
  • a hollow formation 9 is provided, which is connected to the remaining internal volume. This hollow formation 9 extends towards the center of the car, as the installation space there can thus be used.
  • Fig. 3 shows an example and schematic of a section through an additional air tank. It is the exemplary embodiment from FIG. 2, the cut being made transversely to the longitudinal axis of the vehicle, parallel to the central axis of the main cross member 8.
  • the additional air tank 5 is complex constructed casting is formed, the inner volume of which has a main part 10 and a further volume 11 coupled thereto.
  • the shape of the main part 10 of the volume is adapted to the recess 6 in the main cross member 8, since this recess 6 generally cannot be realized in any shape and therefore determines the shape of the additional air tank 5 and thus of the main part 10 of the volume.
  • the further volume is arranged in a formation 9 in the casting, which extends along the outer contour of the additional air tank 5.
  • the formation 9 is enlarged in the direction of the center of the car, since more installation space is available in this direction.
  • the casting itself is arranged between the air spring 4 and the main cross member 8 and therefore transmits the weight of the rail vehicle to the air spring. It is therefore necessary to use the casting, i.e. H . to supply the additional air tank 5 with sufficient strength and at the same time to provide the largest possible internal volume.
  • the weight of the rail vehicle is transmitted to the air spring 4, so the cast part is thick-walled at this point.
  • openings are provided in the inner walls of the casting, so that a gas exchange between the air spring 4, the main part 10 and the annularly arranged further volume 11 can take place as undisturbed as possible. List of designations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

Schienenfahrzeug (1) mit einer Luftfederung, umfassend einen Wagenkasten (2) und mindestens ein gegenüber dem Wagenkasten (2) drehbeweglich gelagertes Fahrwerk (3), wobei zwischen dem Wagenkasten (2) und dem Fahrwerk (3) mindestens eine Luftfeder (4) angeordnet ist, wobei jeder Luftfeder (4) ein Zusatzlufttank (5) zugeordnet ist, dessen Volumen mit dem Volumen der Luftfeder (4) verbunden ist, wobei der Zusatzlufttank (5) oberhalb der Luftfeder (4) angeordnet ist und sich in einer Ausnehmung (6) in dem Wagenkasten (2) erstreckt.

Description

Beschreibung
Schienenfahrzeug mit einer Luftfederung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betri f ft ein Schienenfahrzeug mit einer Luftfederung, insbesondere ein Passagierschienenfahrzeug .
Stand der Technik
Passagierschienenfahrzeuge sind häufig mit einer Luftfederung ausgestattet , da diese neben einem im Vergleich zu herkömmlichen Stahl federungen besseren Fahrkomfort auch die Möglichkeit einer Niveauregulierung bietet . Eine Luftfederung umfasst die eigentliche Luftfeder aus elastischem Material , welche zwischen einem Fahrwerk und einem Wagenkasten angeordnet ist und welche mit einem Druckgas gefüllt ist . Weiters umfasst die Luftfederung entsprechende Verrohrungen zur Zu- und Abführung des Druckgases sowie eine Druckgasquelle , üblicherweise ein Druckluf tkompressor bzw . eine Verbindung zu einer für den Betrieb einer Bremse vorhandenen Druckluftanlage . Weist die Luftfederung eine Niveauregulierung auf , so sind entsprechende Regelventile und Meßeinrichtungen zur Bestimmung der aktuellen Einfederung des Wagenkastens gegenüber dem Fahrwerk vorgesehen . Eine wesentliche Verbesserung des Federungskomforts kann dadurch erzielt werden, dass das in der Luftfeder eingeschlossene Druckgasvolumen vergrößert wird, da solcherart eine weichere Federkennlinie dieser Luftfeder erzielt werden kann . Die Abmessungen einer Luftfeder, welche üblicherweise als zylindrischer, bzw . ring- oder torus förmiger Gummibalg ausgeführt ist , sind j edoch durch die Gegebenheiten im Bereich zwischen einem Wagenkasten und einem Fahrwerk bestimmt und können nicht wesentlich vergrößert werden . Daher kann ein sogenanntes Zusatzluftvolumen vorgesehen werden, dessen Volumen an das Volumen der Luftfeder gekoppelt ist , sodass eine Druckgasströmung zwischen diesen Volumen erfolgen kann . Durch diese Maßnahme ist auch bei Luft federn in gebräuchlichen Abmessungen eine Federkennlinie realisierbar, die sonst nur bei größeren Luftfedern möglich wäre . Die Zusatzluftvolumen sind in Form von Druckgastanks ausgeführt und werden möglichst nahe an der Luftfeder angeordnet , um die Strömung zwischen den Volumen nicht übermäßig durch Reibung zu behindern . Dabei kann der Tank des Zusatzluftvolumens an dem Fahrwerk selbst angeordnet werden, was aufgrund des dort üblicherweise kaum vorhandenen Bauraums meist unmöglich ist , oder dieser Tank kann an dem Wagenkasten befestigt werden, wozu j edoch längerer Verrohrungen mit flexiblen Abschnitten erforderlich sind . Letztere Aus führungs form ist j edoch nachteilig für die Federungseigenschaften und erhöht den Wartungs auf wand .
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde , ein Schienenfahrzeug mit einer Luftfederung anzugeben, bei welchen ein Zusatzlufttank an eine Luftfeder angekoppelt ist , wobei der dafür erforderliche Bauraum minimiert ist .
Die Aufgabe wird durch ein Schienenfahrzeug mit einer Luftfederung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche . Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein Schienenfahrzeug mit einer Luftfederung beschrieben, welches einen Wagenkasten und mindestens ein gegenüber dem Wagenkasten drehbeweglich gelagertes Fahrwerk umfasst , wobei zwischen dem Wagenkasten und dem Fahrwerk mindestens eine Luftfeder angeordnet ist und wobei j eder Luftfeder ein Zusatzlufttank zugeordnet ist , dessen Volumen mit dem Volumen der Luftfeder verbunden ist , und wobei der Zusatzlufttank oberhalb der Luftfeder angeordnet ist und sich in einer Ausnehmung in dem Wagenkasten erstreckt .
Dadurch ist der Vorteil erzielbar, den Bauraumbedarf für einen Zusatzlufttank verringern zu können, und bisher ungenutzten Bauraum dafür einsetzen zu können .
Erfindungsgemäß ist an einem Schienenfahrzeug ein Luftfederung vorgesehen, welche eine Luftfeder umfasst und einen an diese Luftfeder angekoppelten Zusatzlufttank . Dabei ist das in der Luftfeder eingeschlossene Volumen mit dem Volumen des Zusatzlufttanks gekoppelt , sodass zwischen diesen Volumen ein Gasaustausch stattfinden kann . Mittels der Dimensionierung des Zusatzlufttanks kann eine Veränderung der Federkennlinie der Luftfeder vorgenommen werden, wobei insbesondere eine weichere Federkennlinie möglich ist , gegenüber der Federkennline der Luftfeder ohne einen angekoppelten Zusatzlufttank .
Die Erfindung sieht vor, den Zusatzlufttanks oberhalb der ihm zugeordneten Luftfeder anzuordnen, sodass er sich in eine Ausnehmung des Wagenkastens erstreckt . Es ist prinzipiell auch möglich, den Wagenkasten so zu gestalten, dass in ihm luftdichte Abschnitte vorgesehen sind, welche als Zusatzlufttank eingesetzt werden können . Dies ist j edoch nachteilig, da dadurch der gesamte Wagenkasten anderen Zulassungsvorschri ften und Prüfungen dieser Drucktanks unterliegen würde . Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Zusatzlufttanks als eigener, getrennter Bauteil , welcher für sich den entsprechenden Prüfungen unterzogen werden kann, entfallen diese aufwendigen Prüfungen des gesamten Wagenkastens . Ebenso ist dadurch die Reparatur oder der Ersatz eines Zusatzlufttanks wesentlich erleichtert .
Der typische Aufbau eines Schienenfahrzeugs sieht an der Position der Anbindung eines Fahrwerks üblicherweise einen verstärkten Querträger in seinem Untergestell vor, den sogenannten Hauptquerträger . Uber diesen Hauptquerträger wird unter anderem die Gewichtskraft des Wagenkastens und der Beladung an ein Fahrwerk übermittelt . Folgedessen ist dieser Träger mit wesentlich höherer Festigkeit ausgeführt als andere Teile des Wagenkastens , da er beispielsweise auch Anhebestellen für das Fahrzeug umfassen kann .
Bei Schienenfahrzeugen aus Stahl ist dieser Hauptquerträger aus einer Mehrzahl von Bauteilen aus Stahl gefertigt , welche untereinander verschweißt sind . Dabei können diese Bauteile als Bleche unterschiedlicher Dicke oder Festigkeit ausgeführt sein und es können auch Gußteile in diesen Bauteilverbund eingeschweißt werden .
Durch moderne Simulationsverfahren ist es möglich, bestimmte Bereiche eines Hauptquerträger frei zulassen und die dadurch erfolgte Reduktion der Festigkeit durch entsprechende Verstärkungen außerhalb dieser Bereiche zu kompensieren . In diese freien Bereiche (Ausnehmungen) ist in Folge ein Zusatzlufttank anordenbar . Durch das Vorsehen dieser Ausnehmungen unmittelbar oberhalb der Luftfedern ist auch eine optimal kurze Wegführung der Gasströmung zwischen einer Luftfeder und dem ihr zugeordneten Zusatzlufttank gegeben und der Strömungswiderstand entlang dieser Wegführung somit minimiert . Dies bewirkt eine bessere Ankopplung des Volumens des Zusatzlufttanks und folgedessen verbesserte Federungseigenschaften im Vergleich zu über Rohrleitungen angebundene Zusatzlufttanks .
Aufgrund der in praktischen Aus führungen meist komplexen Form der Ausnehmungen, in welche die Zusatzlufttanks eingebracht werden, sind die Zusatzlufttanks mit einer ebenso komplexen Form aus zuführen, sodass das zur Verfügung stehende Volumen in den Ausnehmungen möglichst vollständig genutzt werden kann . Dies bedingt eine aufwendige Herstellung der Zusatzlufttanks , welche durch das Verbinden einzelner Bauteile , welche miteinander verschweißt werden müssen, nur unzureichend möglich ist . Es ist daher vorteilhaft , einen Zusatzlufttank aus Leichtmetall mittels eines Gießverfahrens herzustellen, da dabei j egliche Gefahr von Undichtigkeiten an Schweißstellen entfällt und auch kompli zierte Geometrien herstellbar sind . Weiters ist so auch eine lokale Verstärkung der Festigkeit des Zusatzlufttanks an Stellen hoher Belastung möglich . Dies ist erforderlich, da die Kraftübermittlung zwischen der Luftfeder und dem Hauptquerträger über den Zusatzlufttank erfolgt , dieser somit mit der Gewichtskraft des Schienenfahrzeugs belastet wird . In diesem Kraftweg ist folgedessen eine wesentlich höhere Festigkeit erforderlich als an Stellen, welche nur der Druckhaltung dienen .
In weiterer Fortbildung der Erfindung ist es vorteilhaft , den Zusatzlufttank mit einer hohlen Aus formung aus zuführen, deren Volumen mit dem Volumen der Luftfeder verbunden ist . Solcherart kann das für die Federung zur Verfügung stehende Volumen weiter vergrößert werden . Insbesondere kann dieses weitere Volumen an Stellen angeordnet sein, welche außerhalb des Hauptquerträger liegen . Durch die Herstellung des Zusatzlufttanks als Gußteil sind auch kompli zierte Geometrien mit entsprechenden Hohlräumen herstellbar, wobei diese Hohlräume an das Volumen der Luftfeder durch entsprechende innere Gas führungen angebunden sind .
Besonders vorteilhaft ist es , die hohle Aus formung so zu gestalten, dass sie sich ringförmig um die Luftfeder erstreckt . Um den zur Verfügung stehenden Bauraum optimal zu nutzen, kann die Aus formung sich zusätzlich auch im Wesentlichen quaderförmig in Richtung der Wagenmitte erstrecken .
Durch gegenständliche Erfindung wird auch die Betriebssicherheit eines Schienenfahrzeugs erhöht , da durch den Entfall einer Viel zahl an Druckluftverschraubungen und flexiblen Leitungen die Gefahr einer Leckbildung reduziert ist .
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen beispielhaft :
Fig . l Schienenfahrzeug mit Luftfederung . Fig . 2 Luftfederung und Hauptquerträger . Fig . 3 Zusatzlufttank .
Ausführung der Erfindung Fig . l zeigt beispielhaft und schematisch einen Schnitt durch ein Schienenfahrzeug mit Luftfederung . Es ist eine stark abstrahierte Darstellung eines Schienenfahrzeuge 1 in einem Längsschnitt gezeigt , wobei von dem Wagenkasten 2 des Schienenfahrzeugs 1 das Untergestell sichtbar ist . Unterhalb des Untergestells 2 ist ein Fahrwerk 3 angeordnet , welches mit dem Wagenkasten 2 drehbeweglich verbunden ist . Als Federung ist eine Luftfeder 4 zwischen dem Fahrwerk 3 und dem Wagenkasten 2 vorgesehen, welche als Gummibalg ausgeführt ist . An die Luftfeder 4 ist ein Zusatzlufttank 5 angebunden, sodass deren beide Volumen miteinander verbunden sind und ein Gasaustausch zwischen dem Volumen der Luftfeder 4 und dem Zusatzlufttank 5 erfolgen kann . Dieser Zusatzlufttank 5 ist oberhalb der Luftfeder 4 , gesehen vom Fahrwerk 3 aus , angeordnet und erstreckt sich in eine Ausnehmung 6 im Wagenkasten 2 des Schienenfahrzeugs 1 .
Fig . 2 zeigt beispielhaft und schematisch eine Luftfederung und einen Hauptquerträger . Es ist eine praxisnahe Ausbildung eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs mit einer Luftfederung dargestellt , wobei von dem Schienenfahrzeug 1 zur Vereinfachung der Darstellung nur ein Teil des Wagenkastens gezeigt ist . Dieser Teil ist als Hauptquerträger 8 ausgebildet und stellt einen Teil eines Untergestells dar, welcher gegenüber anderen Teilen eines Untergestells eine erhöhte Festigkeit aufweist . Dadurch können Gewichtskräfte und dynamische Lasten punktförmig zwischen einem Wagenkasten und einem Fahrwerk übermittelt werden . In gezeigtem Aus führungsbeispiels ist der Hauptquerträger 8 aus einer Mehrzahl von Bauteilen aus Stahl gefertigt , welche untereinander verschweißt sind . Diese sogenannte Di f ferentialbauweise erlaubt es , die mechanischen Eigenschaften eines Hauptquerträgers 8 so zu bemessen, dass auch eine Ausnehmung 6 , d . h . einen Hohlraum vorzusehen, und dabei die Gesamt festigkeit gegenüber einem Hauptquerträger ohne eine Ausnehmung 6 , bei zubehalten . Dazu sind beispielsweise zusätzliche Teile einzuschweißen oder Stahl höherer Festigkeit oder größerer Dicke einzusetzen . Fig . 2 zeigt die Einbausituation in einer Explosionsdarstellung, wobei die Luftfedern 4 sowie zugehörige Druckluftverrohrungen 7 außerhalb ihrer finalen Einbaulage dargestellt sind, sodass das Zusammenspiel zwischen den Ausnehmungen 6 und den Zusatzlufttanks 5 ersichtlich ist . Diese Zusatzlufttanks 5 sind so geformt , dass sie den Raum der Ausnehmungen 6 optimal aus füllen . Da die Ausnehmungen 6 im Allgemeinen nicht als einfache geometrische Grundform gestaltet werden können, da sonst ein Aufrechterhalten der Festigkeit eines Hauptquerträgers erschwert ist , ist es vorteilhaft , die Form eines Zusatzlufttanks 5 an eine mögliche Form einer Ausnehmung 6 anzupassen . Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, den Zusatzlufttank 5 aus Leichtmetall mittels eines Gießverfahrens herzustellen, was bei komplexeren Formen vorteilhaft gegenüber der Herstellung aus untereinander verschweißten Form- bzw . Blechteilen ist . Zu Erhöhung des in dem Zusatzlufttank 5 eingeschlossenen Volumen für Druckgas ist eine hohle Aus formung 9 vorgesehen, welche mit dem restlichen Innenvolumen in Verbindung steht . Diese hohle Aus formung 9 erstreckt sich in Richtung der Wagenmitte , da der dort befindliche Bauraum somit genutzt werden kann .
Fig . 3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Schnitt durch einen Zusatzlufttank . Es ist das Aus führungsbeispiel aus Fig . 2 dargestellt , wobei die Schnitt führung quer zur Fahrzeuglängsachse parallel der Mittelachse des Hauptquerträgers 8 erfolgt ist . In dieser Darstellung ist ersichtlich, dass der Zusatzlufttank 5 als komplex aufgebauter Gußteil ausgebildet ist , dessen Innenvolumen einen Hauptteil 10 und ein daran angekoppeltes weiteres Volumen 11 aufweist . Die Form des Hauptteils 10 des Volumens ist an die Ausnehmung 6 in dem Hauptquerträger 8 angepasst , da diese Ausnehmung 6 im Allgemeinen nicht in beliebiger Form realisierbar ist und demnach die Formgebung des Zusatzlufttanks 5 und somit des Hauptteils 10 des Volumens bestimmt . Das weiters Volumen ist in einer Aus formung 9 in dem Gußteil , welche sich entlang der Außenkontur des Zusatzlufttanks 5 erstreckt , angeordnet . Es ist ringförmig um die Luftfeder 4 angeordnet , wobei sich ein Abschnitt dieses weiteren Volumens 11 in Richtung der Fahrzeugquerachse erstreckt . Dazu ist die Aus formung 9 in Richtung der Wagenmitte vergrößert , da in dieser Richtung mehr Bauraum zur Verfügung steht . Der Gußteil selbst ist zwischen der Luftfeder 4 und dem Hauptquerträger 8 angeordnet und übermittelt daher die Gewichtskraft des Schienenfahrzeugs an die Luftfeder . Daher ist es erforderlich, den Gußteil , d . h . den Zusatzlufttank 5 mit hinreichender Festigkeit aus zuführen und gleichzeitig ein größtmögliches Innenvolumen zur Verfügung zu stellen . Insbesondere im Raum unmittelbar zwischen der Luftfeder 4 und dem Hauptquerträger 8 übermittelt die Gewichtskraft des Schienenfahrzeugs an die Luftfeder 4 , demnach ist der Gußteil an dieser Stelle dickwandig ausgeführt . Zur Ankopplung des weiteren Volumens 11 sind Durchbrüche in Innenwänden des Gußteils vorgesehen, sodass ein Gasaustausch zwischen der Luftfeder 4 , dem Hauptteil 10 und dem ringförmig angeordneten weiteren Volumen 11 möglichst ungestört erfolgen kann . Liste der Bezeichnungen
1 Schienen fahr zeug
2 Wagenkasten 3 Fahrwerk
4 Luft feder
5 Zusatzlufttank
6 Ausnehmung
7 Druckluft Verrohrung 8 Haupt quer träger
9 Hohle Aus formung
10 Hauptteil
11 Weiteres Volumen

Claims

Patentansprüche
1. Schienenfahrzeug (1) mit einer Luftfederung, umfassend einen Wagenkasten (2) und mindestens ein gegenüber dem Wagenkasten (2) drehbeweglich gelagertes Fahrwerk (3) , wobei zwischen dem Wagenkasten (2) und dem Fahrwerk (3) mindestens eine Luftfeder (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Luftfeder (4) ein Zusatzlufttank (5) zugeordnet ist, dessen Volumen mit dem Volumen der Luftfeder (4) verbunden ist, wobei der Zusatzlufttank (5) oberhalb der Luftfeder (4) angeordnet ist und sich in einer Ausnehmung (6) in dem Wagenkasten (2) erstreckt.
2. Schienenfahrzeug (1) mit einer Luftfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (6) in einem Hauptquerträger (8) des Wagenkastens (2) ausgebildet ist.
3. Schienenfahrzeug (1) mit einer Luftfederung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptquerträger (8) aus einer Mehrzahl von Bauteilen aus Stahl gefertigt ist, welche untereinander verschweißt sind.
4. Schienenfahrzeug (1) mit einer Luftfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zusatzlufttank (5) aus Leichtmetall mittels eines Gießverfahrens hergestellt ist. Schienenfahrzeug (1) mit einer Luftfederung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzlufttank (5) eine hohle Ausformung (9) umfasst, deren Volumen mit dem Volumen der Luftfeder
(4) verbunden ist. Schienenfahrzeug (1) mit einer Luftfederung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die hohle Ausformung (9) sich ringförmig um die Luftfeder (4) und im Wesentlichen quaderförmig in Richtung der Wagenmitte erstreckt.
EP23729975.5A 2022-05-25 2023-05-24 Schienenfahrzeug mit einer luftfederung Pending EP4499474A1 (de)

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