SchienenfahrzeugRail vehicle
Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug zum Betrieb auf herkömmlichen, unterhalb verlaufenden Eisenbahngleisen, mit einem Rumpf umfassend eine Mehrzahl hintereinander angeordneter, im wesentlichen starrer Rumpfsegmente, die sich jeweils über mindestens ein Radpaar auf dem Gleis abstützen und die an ihren einander zugewandten Enden Segmentverbindungen haben, welche benachbarte Rumpfsegmente gelenkig und lösbar aneinander koppeln, die äußere Kontur der Rumpfsegmente zwischen diesen fortsetzen und beim Befahren von Gleisbögen, -kuppen und -senken einen Distanzausgleich bilden.The invention relates to a rail vehicle for operation on conventional railway tracks running below, with a hull comprising a plurality of successively arranged, essentially rigid hull segments, each of which is supported on the track by at least one pair of wheels and which have segment connections at their ends facing one another Couple adjacent fuselage segments in an articulated and detachable manner, continue the outer contour of the fuselage segments between them, and form a distance compensation when driving on bends, crests and depressions.
Zum Befahren herkömmlicher Schienennetze sind in Wagen gegliederte Fahrzeuge bekannt, bei denen die einzelnen Wagen über Zug- und Stoßeinrichtungen, etwa in Form einer Mittelpufferkupplung, miteinander verbunden sind. Die Übergänge aufweisenden Verbindungsbereiche zwischen den Wagen sind dabei zwar so verkleidet, daß äußerlich der Eindruck einer durchgehenden Außenkontur entsteht. Dies darf aber nicht darüber hinwegtäuschen, daß es sich in jedem Fall um getrennte Fahrzeuge handelt, welche jeweils einzeln ein Verhalten und insbesondere eine Fahrdynamik aufweisen, die durch die Radsätze bzw. Radpaare in den Fahrwerken der einzelnen Fahrzeuge bestimmt werden.
Die als Kupplungs-/Puffer-Kombinationen ausgebildeten Zug- und Stoßeinrichtungen übertragen Druck- bzw. Zugkräfte zwischen den Wagen. Diese Kräfte werden dabei jeweils zentral im unteren Bereich der Fahrzeuge übertragen, wo sich die eine erhöhte Steifigkeit aufweisende Bodengruppe befindet.For the purpose of traveling on conventional rail networks, vehicles divided into wagons are known in which the individual wagons are connected to one another via train and push devices, for example in the form of a central buffer coupling. The connection areas between the carriages with transitions are covered in such a way that the appearance of a continuous outer contour is created. However, this must not hide the fact that in each case it is a matter of separate vehicles, each of which has individual behavior and, in particular, driving dynamics, which are determined by the wheel sets or wheel pairs in the undercarriages of the individual vehicles. The pulling and pushing devices designed as coupling / buffer combinations transmit compressive or pulling forces between the cars. These forces are transmitted centrally in the lower area of the vehicles, where the floor assembly with increased rigidity is located.
In dem genannten Verbindungsbereich ist der für Schwenkbewegungen der Fahrzeugglieder gegeneinander erforderliche Spalt seitlich und oben meist in Form eines Tunnels mit einer flexiblen Gummibalgenkonstruktion verschlossen. Diese wird üblicherweise so ausgelegt, daß sie die durch den Gleisverlauf verursachten Relativbewegungen der durch sie verbundenen, benachbarten Wageneinheiten möglichst wenig beeinflußt.In the connection area mentioned, the gap required for swiveling movements of the vehicle members against one another is closed at the top and side mostly in the form of a tunnel with a flexible rubber bellows construction. This is usually designed so that it influences as little as possible the relative movements of the adjacent wagon units connected by it.
Die Ausführung der Segment-Übergangseinrichtung, insbesondere der Balgenkonstruktionen, ist zwar Gegenstand ständiger Weiterentwicklungen gewesen, am zugrundeliegenden Konstruktionsprinzip wurde jedoch nichts geändert.The design of the segment transition device, in particular the bellows construction, has been the subject of constant further developments, but nothing has been changed in the underlying construction principle.
So ist aus der deutschen Offenlegungssschrift DE 4 213 948 A1 ein Schienenfahrzeug bekannt, bei dem zwischen zwei nach Jakobs-Bauart auf einem gemeinsamen Drehgestell aufliegenden Segmenten zusätzlich ein starres Zwischenstück vorgesehen ist, wobei das eine Segment an dem Zwischenstück um eine vertikale Achse und das andere Segment an dem Zwischenstück um eine quer zur Längsrichtung der Segmente liegende, horizontale Achse drehbar gelagert ist. Durch diese Anordnung soll unter anderem die Übertragung von Längsdruckkräften im Wagenverbund verbessert und ein Ineinanderschieben der Segmente bei einem Aufprall verhindert werden.For example, a rail vehicle is known from German published patent application DE 4 213 948 A1, in which a rigid intermediate piece is additionally provided between two Jakobs-type segments resting on a common bogie, one segment on the intermediate piece about a vertical axis and the other Segment is rotatably mounted on the intermediate piece about a horizontal axis lying transversely to the longitudinal direction of the segments. This arrangement is intended, inter alia, to improve the transmission of longitudinal compressive forces in the wagon assembly and to prevent the segments from sliding into one another in the event of an impact.
Da bei dieser Lösung letztlich nur die Relativbewegungen zwischen den benachbarten Wagen auf getrennte Drehbewegungen um zwei zueinander senkrechte Achsen aufgeteilt werden, bleibt es auch hier bei einer Kraftumleitung aus den Segmenten in die im Fahrwerksbereich gelegenen Verbindungselemente.Since this solution ultimately only divides the relative movements between the adjacent carriages into separate rotary movements about two mutually perpendicular axes, there is still a redirection of force from the segments to the connecting elements located in the chassis area.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 22 32 279 ist ferner eine Modifikation der klassischen Gummibalgenkonstruktion bekannt, mit der Relativbewegungen zwischen den Fahrzeuggliedern dämpfend stabilisiert werden sollen. Hierzu dient eine Ausführung der Seitenteile als nut- und federartig ineinandergreifende Hohlgummiprofile in Verbindung mit einem einstellbaren Innendruck.From German published patent application DE 22 32 279 a modification of the classic rubber bellows construction is also known, with which relative movements between the vehicle members are to be stabilized in a damping manner. For this purpose, the side parts are designed as tongue and groove interlocking hollow rubber profiles in conjunction with an adjustable internal pressure.
Auch hier handelt es sich um Übergänge zwischen normal gekuppelten Langfahr-
- 3 -Here, too, there are transitions between normally coupled long-distance - 3 -
zeugen, bei denen die Gummibalgen eine Art Stoßdämpferfunktion ausüben, wie sie bei Gliederfahrzeugen sonst durch im Gelenkbereich vorhandene, konzentrierte Dämpferelemente erreicht wird. Darüber hinaus ist hier das herkömmliche System von flexibel gekuppelten Langfahrzeugen nicht geändert.testify in which the rubber bellows perform a kind of shock absorber function, as is otherwise achieved in articulated vehicles by concentrated damper elements present in the joint area. In addition, the conventional system of flexibly coupled long vehicles has not been changed here.
Die Offenlegungsschrift DE 196 17 978 A1 offenbart ein Schienenfahrzeug für den Personennahverkehr, dessen Wagen ein in ihrer Längserstreckung mittig unterhalb angeordnetes Fahrgestell mit vier Rädern haben. Die Verbindung zwischen benachbarten Wagenkästen erfolgt freischwebend mit Hilfe eines Gelenks, das von zwei flach gefaßten Drehkränzen gebildet wird. Der Kraftfluß zwischen benachbarten Wagen wird dadurch wie bei den vorgenannten Lösungen auf einen engen Abschnitt im unteren Fahrzeugbereich konzentriert. Dies erfordert eine entsprechend robuste Struktur der Wagenkästen in diesem Bereich.The published patent application DE 196 17 978 A1 discloses a rail vehicle for local public transport, the carriages of which have a chassis with four wheels arranged centrally below in their longitudinal extent. The connection between adjacent car bodies is free-floating with the help of a hinge, which is formed by two flat turntables. The power flow between adjacent cars is thus concentrated on a narrow section in the lower vehicle area, as in the aforementioned solutions. This requires a correspondingly robust structure of the car bodies in this area.
Aus der Offenlegungsschrift DE 3 124 682 A1 ist auch eine Wagenübergangseinrichtung für ein spurgeführtes Hochgeschwindigkeitsfahrzeug bekannt, bei der mehrteilige, aufblasbare Hohlkammerprofile mit über den Innendruck automatisch einstellbarer Steifigkeit vorgesehen sind. Hiermit soll eine in allen Fahrzuständen aerodynamisch vorteilhafte, schmutzdichte und wirksam geräuschdämmende Verkleidung des Verbindungsbereiches gesichert werden. Dabei stellt die variable Verkleidung des Übergangsbereichs lediglich eine Maßnahme dar, welche für die Verbindung benachbarter Wageneinheiten höchstens von sekundärer Bedeutung ist. Das Konzept der Verbindung langer Wageneinheiten über konzentrierte Kupplungselemente wird auch hier nicht verlassen.From the published patent application DE 3 124 682 A1, a carriage transfer device for a track-guided high-speed vehicle is also known, in which multi-part, inflatable hollow chamber profiles with stiffness that can be automatically adjusted via the internal pressure are provided. This is intended to ensure that the connection area is clad in an aerodynamically advantageous, dirt-tight and effectively noise-insulating manner in all driving conditions. The variable cladding of the transition area merely represents a measure which is at most of secondary importance for the connection of adjacent wagon units. The concept of connecting long wagon units via concentrated coupling elements is not abandoned here either.
Obgleich die herkömmliche Konstruktion von Langfahrzeugen mit konzentrierter Kraftüberleitung an den Wagenenden und zwei gegenüber den Wagenenden leicht zur Fahrzeugmitte hin versetzten Drehgestellen ein eingeführtes Standardkonzept ist, zeigt sich, daß hierbei nahezu alle konstruktiven Nachteile vereinigt sind, wenn man einmal von dem einzigen Vorteil der relativen Konzentration der Aggregate wie Radpaare und Versorgungseinrichtungen absieht.Although the conventional design of long vehicles with concentrated power transmission at the ends of the vehicle and two bogies slightly offset from the ends of the vehicle towards the center of the vehicle is an established standard concept, it can be seen that almost all of the design disadvantages are combined, if one only takes advantage of the relative concentration who ignores aggregates such as wheel pairs and utilities.
Lange Wageneinheiten bedingen große Abstände zwischen Fahrwerken, die die Last der Wageneinheiten stützen und auf den Gleiskörper übertragen. Große Stützweiten bedingen jedoch eine große Last pro Radpaar und erfordern gleichzeitig eine entsprechend steife und robuste, und daher schwere Konstruktion der Wagenkästen und Fahrwerke.
- 4 -Long wagon units require large distances between bogies that support the load of the wagon units and transfer them to the track body. However, large spans require a large load per pair of wheels and at the same time require a correspondingly stiff and robust, and therefore heavy construction of the car bodies and undercarriages. - 4 -
Kupplungs- und Pufferelemente im Bereich des Fahrgestells erfordern die Umleitung erheblicher Kräfte aus der Fahrzeugschale in die konzentrierten Kupplungspunkte. Dies verstärkt die Notwendigkeit einer konstruktiv steifen Auslegung der Fahrzeugschalen - insbesondere zu den Wagenenden hin.Coupling and buffer elements in the area of the chassis require the diversion of considerable forces from the vehicle shell to the concentrated coupling points. This increases the need for a structurally rigid design of the vehicle shells - especially towards the ends of the car.
Da die bei der Konstruktion zu berücksichtigenden Flächenträgheitsmomente bei linearer Vergrößerung der Längenabmessungen mit höherer Potenz steigen, wird ersichtlich, welcher konstruktive Aufwand bei der Aussteifung bisheriger Langfahrzeuge betrieben werden mußte. Die dadurch bedingte hohe Last pro Radpaar erzeugt hohe Radaufstandskräfte am Gleis und beschleunigt den Verschleiß von Fahrbahn und Rädern. Ein hoher Aufwand zu deren Wartung ist die Folge.Since the area moments of inertia to be taken into account in the design increase with higher power when the length dimensions are linearly increased, it becomes clear what design effort had to be made in the bracing of previous long vehicles. The resulting high load per pair of wheels creates high wheel contact forces on the track and accelerates wear on the road and wheels. The result is a high effort for their maintenance.
Das beschriebene Konstruktionsprinzip kann nicht verhindern, daß in Unfallsituationen bei Überbeanspruchung in Längsrichtung des Zuges durch Stöße oder dergleichen die Knicksteifigkeit des Zugverbandes wesentlich unterdimensioniert ist. Da die Wagen im Bodenbereich wesentlich steifer ausgebildet sind als im Bereich des Aufbaus darüber, knicken sie bei unfallartiger Stoßbeanspruchung zum einen häufig vom Dach her ein. Der Zugverband kann zum anderen nach oben oder seitlich ausknicken.The design principle described cannot prevent the buckling stiffness of the tensile structure from being significantly undersized in the event of an accident in the event of overstress in the longitudinal direction of the train due to impacts or the like. Since the carriages are made much stiffer in the floor area than in the area above them, they often buckle from the roof in the event of accidental impact loads. On the other hand, the train set can buckle upwards or sideways.
Als nachteilig erkannt wurden neben den schon erwähnten Punkten: hohe Anforderungen an enge Spurkanaltoleranzen, die schlechte Raumausnutzung und schlechte Aerodynamik der unterbrochenen, relativ schmalen und hohen Kastenform. Auch sind die Durchgangsbereiche eingeschränkt, und im Wagen-Verbindungsbereich treten große relative Positionsänderungen auf, welche durch die Segmentverbindungen aufgefangen werden müssen. Das Passieren von Wagenübergängen macht diese Problematik jedem Reisenden deutlich.In addition to the points already mentioned, the following were recognized as disadvantageous: high demands on narrow track channel tolerances, poor space utilization and poor aerodynamics of the interrupted, relatively narrow and high box shape. The passage areas are also restricted, and large relative position changes occur in the carriage connection area, which must be absorbed by the segment connections. Passing car crossings makes this problem clear to every traveler.
Auch Drehgestelle, die nach Jakobs-Bauart von den benachbarten Wagen gemeinsam genutzt werden, lösen nur einen Teil des Problems. Zum einen treten die mit der konzentrierten Kraftüberleitung verbundenen Probleme noch verstärkt auf. Die Kraftüberleitung erfolgt nur noch punktuell im Bereich der Drehzapfen des gemeinsamen Drehgestells. Zum anderen ist eine einfache Trennung der Wagen nicht mehr möglich. Schließlich kann wegen des vergrößerten und ausschließlich zum Krümmungsmittelpunkt gerichteten zusätzlichen Überstands in Kurven bei Fahrzeugen nach Jakobsbauart eine beschränkte Fahrzeuglänge nicht überschritten werden.
Ausgehend von den Lösungen des Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art anzugeben, durch welches der Verschleiß an Fahrbahn und Fahrzeug verringert und der Nutzraum des Schienenfahrzeugs vergrößert wird.Bogies that are shared by neighboring wagons based on the Jakobs design also solve only part of the problem. On the one hand, the problems associated with concentrated power transmission are becoming more common. The power is only transferred selectively in the area of the pivot of the common bogie. On the other hand, it is no longer possible to simply separate the carriages. Finally, because of the enlarged additional protrusion in curves in vehicles of Jakobsbau and directed exclusively to the center of curvature, a limited vehicle length can not be exceeded. Starting from the solutions of the prior art, the invention is therefore based on the object of specifying a rail vehicle of the type mentioned at the beginning, by means of which the wear on the roadway and vehicle is reduced and the usable space of the rail vehicle is increased.
Die Aufgabe wird für ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Rumpfsegmente in Längsrichtung des Gleises einen gleichbleibenden Hohlquerschnitt und eine starre Baulänge haben, bei der im Bereich von Gleisbögen mit einem Radius bis herab zu 150 m jedes Rumpfsegment mit seiner Quererstreckung über das Gleis beiderseits um jeweils eine Länge hinausragt, die längs des Fahrzeugs im wesentlichen konstant ist, und daß die Segmentverbindungen Kopplungselemente aufweisen, die sich zur im wesentlichen ausschließlichen Überleitung des Kraftflusses zwischen den Rumpfsegmenten an deren Stirnseiten längs ihrer äußeren Kontur erstrecken und/oder an den Stirnseiten der Rumpfsegmente in Umfangsrichtung homogen verteilt angeordnet sind.The object is achieved for a rail vehicle of the type mentioned in that the fuselage segments in the longitudinal direction of the track have a constant hollow cross-section and a rigid overall length, in which in the area of track arches with a radius down to 150 m each fuselage segment with its transverse extension over the Track protrudes on both sides by a length that is essentially constant along the vehicle, and that the segment connections have coupling elements that extend for the essentially exclusive transfer of the force flow between the fuselage segments on their front sides along their outer contour and / or on the front sides the fuselage segments are arranged homogeneously distributed in the circumferential direction.
Die Erfindung schließt die grundsätzliche technische Lehre ein, zum einen durch eine Verringerung der Stützweiten eine Verkürzung der Kraftflüsse von der Ladung zum Radaufstandspunkt und damit eine Verringerung der wirkenden Biegemomente zu erzielen. Die entsprechend geringere Belastung erlaubt eine leichtere Konstruktion der Rumpfsegmente einschließlich ihrer Fahrwerke, wodurch eine wesentliche Leichterung des Fahrzeugs erreicht wird. Sowohl die Verringerung der Stützweite als auch die leichtere Konstruktion des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeuges bewirken eine Verringerung der Radaufstandskräfte und der beispielsweise in Gleisbögen auftretenden Spurführungskräfte.The invention includes the basic technical teaching, on the one hand to achieve a reduction in the force flows from the load to the wheel contact point and thus a reduction in the effective bending moments by reducing the spans. The correspondingly lower load allows a lighter construction of the fuselage segments including their undercarriages, which makes the vehicle considerably lighter. Both the reduction in the span as well as the lighter construction of the rail vehicle according to the invention result in a reduction in the wheel contact forces and the guidance forces which occur, for example, in track arches.
Zum anderen wird erfindungsgemäß die Überleitung des Längskraftflusses zwischen den Rumpfsegmenten auf den gesamten Umfang des von ihrer Wandung gebildeten Hohlquerschnitts verteilt. Die Segmentverbindungen übernehmen nach dem Erfindungsgedanken also nicht nur die Funktion des Distanzausgleichs zwischen den Rumpfsegmenten, sondern zusätzlich zumindest einen Teil der Gelenkfunktion, die beim Stand der Technik auf Fahrwerke und die Zug- und Stoßeinrichtungen verteilt ist. Durch diese Funktionsintegration entfallen solche massebehafteten Elemente wie die Zug- und Stoßeinrichtung. Die gleichmäßige Verteilung des Längskraftflusses auf den gesamten Querschnitt vermeidet die beim Stand der Technik notwendige, besonders steife Ausbildung von Abschnitten mit konzentrierter Kraftüberleitung. Damit werden weitere Leichterungsgewinne erzielt.
- 6 -On the other hand, according to the invention, the transfer of the longitudinal force flow between the fuselage segments is distributed over the entire circumference of the hollow cross section formed by its wall. According to the concept of the invention, the segment connections therefore not only take on the function of distance compensation between the fuselage segments, but additionally at least part of the articulated function which, in the prior art, is distributed to undercarriages and the pulling and pushing devices. This integration of functions eliminates such mass elements as the pulling and pushing device. The uniform distribution of the longitudinal force flow over the entire cross-section avoids the particularly stiff design of sections with concentrated force transfer necessary in the prior art. This will result in further relief gains. - 6 -
Indem erfindungsgemäß die Längserstreckung der Rumpfsegmente soweit verringert ist, daß ihr seitlicher Überstand über das Gleis hinaus auch in Gleisbögen mit einem Radius bis hinab zu 150m längs des Schienenfahrzeugs im wesentlichen konstant ist, wird eine verbesserte Nutzung des durch Bauvorschriften vorgegebenen Regellichtraumes des Fahrwegs ermöglicht. Die Rumpfsegmente können mit größerer Quererstreckung gebaut werden, als dies die herkömmlichen Konstruktionsweisen erlauben. Dadurch wird der zur Verfügung stehende Nutzraum im Schienenfahrzeug vergrößert.By reducing the longitudinal extent of the fuselage segments according to the invention to such an extent that their lateral projection beyond the track is essentially constant even in bends with a radius down to 150 m along the rail vehicle, an improved use of the standard light space of the track, which is predetermined by building regulations, is made possible. The fuselage segments can be built with a larger transverse extension than the conventional construction methods allow. This increases the usable space available in the rail vehicle.
Betrachtet man das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug als Ganzes läßt, so wird deutlich, daß die durch die Vermehrung der Gelenk- und Stützstellen eine längs des Fahrzeugs gleichmäßigere Verteilung der Fahrzeuglast sowie von Spurführungskräften auf das Gleis erzielt wird, wodurch Fahrbahn und Fahrzeug gleichermaßen entlastet werden und ihr Verschleiß wesentlich verringert wird. Die hohe Gelenkigkeit des Zugverbandes führt dazu, daß er sich in nahezu idealer Weise an den Gleisverlauf "anschmiegt", also unter besonders geringer lateral gerichteter Wechselwirkung mit dem Gleis geführt wird. Dies bewirkt, zusammen mit der vergrößerten Breite der Rumpfsegmente, einen wesentlich erhöhten Fahrkomfort. Auch die Bereiche der Segmentverbindungen können uneingeschränkt, etwa für die Bestuhlung genutzt werden, da der Verbindungsbereich nicht durch enge Durchlässe eingeschränkt ist und aufgrund der hohen, homogen über das Fahrzeug verteilten Gelenkigkeit nur geringe Relativbewegungen zwischen benachbarten Segmenten auftreten.If one considers the rail vehicle according to the invention as a whole, it becomes clear that the distribution of the vehicle load and of guidance forces on the track is achieved more evenly along the vehicle by increasing the articulation and support points, thereby relieving the strain on the roadway and vehicle and their wear is significantly reduced. The high flexibility of the train set means that it "clings" to the track in an almost ideal manner, that is, it is guided with particularly little laterally directed interaction with the track. Together with the increased width of the fuselage segments, this results in significantly increased driving comfort. The areas of the segment connections can also be used without restriction, for example for seating, since the connection area is not restricted by narrow passages and due to the high degree of articulation distributed homogeneously over the vehicle, only minor relative movements occur between adjacent segments.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Mantel der Rumpfsegmente, bis auf Öffnungen für die Räder, in Umfangsrichtung im wesentlichen geschlossen, so daß das Schienenfahrzeug etwa die Form einer gelenkigen Röhre annimmt. Auf diese Weise erfolgt die Längskraftübertragung in besonders homogener Weise und das Fahrzeug erhält eine aerodynamisch günstige Form. Die aerodynamischen Vorteile werden durch eine Ausführung der Außenoberfläche ohne wesentliche Stufen oder Absätze noch verstärkt.In a preferred embodiment of the invention, the shell of the fuselage segments, except for openings for the wheels, is essentially closed in the circumferential direction, so that the rail vehicle assumes the shape of an articulated tube. In this way, the longitudinal force is transmitted in a particularly homogeneous manner and the vehicle is given an aerodynamically favorable shape. The aerodynamic advantages are enhanced by a design of the outer surface without significant steps or steps.
Vorzugsweise hat jedes Rumpfsegment ein innerhalb seines Mantels angeordnetes, vom Radpaar gestütztes Traggestell, das sich im wesentlichen zur Schienenoberfläche parallel über die Länge und Breite des Rumpfsegments erstreckt und das zumindest einen wesentlichen Teil der Last des Mantels trägt. Durch diese Maßnahme wird der Mantel im wesentlichen von der Funktion befreit, vertikale Lasten zu tragen. Dies erlaubt eine leichte, selbsttragende Konstruktion des Mantels. Die
- 7 -Preferably, each fuselage segment has a supporting frame arranged within its shell and supported by the pair of wheels, which extends essentially parallel to the rail surface over the length and width of the fuselage segment and which carries at least a substantial part of the load of the shell. This measure essentially frees the jacket from the function of supporting vertical loads. This allows a light, self-supporting construction of the jacket. The - 7 -
Last des Mantels, der Einbauten und Aggregate und nicht zuletzt die Nutzlast (Personen oder Güter) werden über das Traggestell auf besonders kurzen Wegen auf das Fahrwerk übertragen. Günstig ist in diesem Zusammenhang insbesondere eine direkte Verbindung des Fahrwerks mit dem Traggestell. Das Traggestell kann durch Ausgestaltung als Platte oder mit einer entsprechenden Oberfläche gleichzeitig als Innenboden des Fahrzeugs dienen. Es kann aber auch zur Erhöhung des Fahrkomforts unter Zwischenschaltung einer Dämpfungsstufe ein darüber angeordneter, separater Innenboden vorgesehen sein, der über die Dämpfungsstufe auf dem Traggestell gelagert ist. Die aneinandergrenzenden Traggestelle benachbarter Rumpfsegmente sind im Bereich der Segmentverbindungen mit dem erforderlichen Spiel vorzugsweise elastisch miteinander verbunden, etwa mit Hilfe elastormerhalti- ger Platten, wobei ihre Beweglichkeit relativ zu einander nicht eingeschränkt, aber trotzdem ein zum Gleis hin geschlossener und sich über die gesamte Länge des Fahrzeugs erstreckender Innenraum definiert wird. Der Mantel ist dabei am Traggestell vorzugsweise nahe dessen in Querrichtung weisenden Seiten befestigt. Die Befestigung läßt keine wesentliche Relativbewegung von Segmentmantel und Traggestell zu.The load of the jacket, the internals and aggregates and, last but not least, the payload (people or goods) are transferred to the chassis via the support frame in particularly short distances. In this context, a direct connection of the undercarriage to the supporting frame is particularly advantageous. The support frame can serve as an interior floor of the vehicle by design as a plate or with a corresponding surface. However, in order to increase the driving comfort with the interposition of a damping step, a separate inner floor arranged above it is provided, which is mounted on the support frame via the damping step. The adjoining support frames of adjacent fuselage segments are preferably elastically connected to one another in the region of the segment connections with the required play, for example with the aid of plates containing elastomer, their mobility relative to one another not being restricted, but nevertheless being closed to the track and extending over the entire length of the Vehicle-extending interior is defined. The jacket is preferably attached to the support frame near its transverse sides. The attachment does not allow any significant relative movement of the segment jacket and the support frame.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt die Verbindungsgerade zwischen den Mittelpunkten der Räder eines Radpaars in einer Querschnittsebene des zugehörigen Rumpfsegmentes. Das Fahrwerk ist von der Funktion befreit, die Gelenkigkeit des Schienenfahrzeugs zu gewährleisten. Vielmehr richtet sich das Radpaar stets entsprechend der augenblicklichen Orientierung des zugehörigen Rumpfsegmentes zum Gleis aus, in Gleisbögen also beispielsweise stets in im wesentlichen radialer Richtung. Dies wird vorzugsweise durch die schon erwähnte, direkte Befestigung des Fahrwerks am Traggestell erreicht. Beim Stand der Technik notwendige Zwischengestelle wie ein Drehgestellrahmen oder ein sonstiger Fahr- werksrahmen entfallen, was zu einer zusätzlichen Leichterung des Fahrzeugs führt. Die Gelenkeigenschaften sind bei dieser bevorzugten Ausführungsform vollständig auf die Segmentverbindungen übertragen. Aufwendige Drehgestellfahrwerke sind zur Spurführung nicht erforderlich.In a further preferred embodiment, the connecting straight line lies between the center points of the wheels of a wheel pair in a cross-sectional plane of the associated fuselage segment. The running gear is released from the function of ensuring the articulation of the rail vehicle. Rather, the wheel pair always aligns itself according to the current orientation of the associated fuselage segment to the track, that is, in track arches, for example, always in a substantially radial direction. This is preferably achieved by the above-mentioned direct attachment of the undercarriage to the support frame. Intermediate frames, such as a bogie frame or other undercarriage frame, which are necessary in the prior art are eliminated, which leads to an additional lightening of the vehicle. In this preferred embodiment, the joint properties are completely transferred to the segment connections. Elaborate bogie bogies are not required for tracking.
Das Radpaar kann mit einzeln geführten Rädern oder, in besonders einfacher Weise, als Radsatz ausgebildet sein. Im letzteren Falle fällt die Achse des Radsatzes mit der Verbindungsgerade zwischen den Radmittelpunkten zusammen. Dämpfungs- und Federelemente zwischen Fahrwerk und Traggestell können zur Verbesserung des Fahrkomforts vorgesehen werden, sind aber so ausgeführt, daß die Beweglichkeit des Radpaars auf die genannte Querschnittsebene beschränkt
- 8 -The pair of wheels can be designed with individually guided wheels or, in a particularly simple manner, as a wheel set. In the latter case, the axis of the wheelset coincides with the straight line connecting the wheel centers. Damping and spring elements between the chassis and support frame can be provided to improve driving comfort, but are designed so that the mobility of the wheel pair is limited to the cross-sectional plane mentioned - 8th -
bleibt.remains.
Dabei ist bevorzugt unter jedem Rumpfsegment ein Radpaar vorgesehen, das, in Längsrichtung gesehen, mittig unterhalb des Traggestells angeordnet ist. Durch die Anordnung nur eines Radpaares wird der bei mehrachsigen Wagen und Drehgestellen auftretende Nachteil vermieden, daß beim Durchfahren eines Gleisbogens der Spurkranz des in radialer Richtung äußeren Rades seitlich an die Schiene anlaufen muß, um in die Gleiskrümmung gedrückt zu werden. Dieses Verschleißmoment tritt dagegen bei einem einzelnen, mittig unterhalb des Rumpfsegmentes angeordneten Radpaar nicht auf, das stets radial ausgerichtet ist.A pair of wheels is preferably provided under each fuselage segment and, viewed in the longitudinal direction, is arranged centrally below the supporting frame. The arrangement of only one pair of wheels avoids the disadvantage that occurs in multi-axle carriages and bogies that when driving through a track curve the flange of the outer wheel in the radial direction has to run sideways against the rail in order to be pressed into the track curvature. This wear moment, however, does not occur with a single pair of wheels arranged centrally below the fuselage segment, which is always radially aligned.
In einer alternativen Bauweise ist das Radpaar bzw. Fahrwerk im Bereich eines längsseitigen Endes des zugehörigen (ersten) Traggestells so angeordnet, daß auch das (zweite) Traggestell des dort angrenzenden Rumpfsegmentes darauf abgestützt werden kann. Das zweite Traggestell ragt hierfür in Längsrichtung ein Stück weit aus seinem Rumpfsegment hervor und ist lösbar an dem Fahrwerk befestigt, so daß die Trennbarkeit der Rumpfsegmente nicht beeinträchtigt wird.In an alternative design, the pair of wheels or undercarriage is arranged in the region of a longitudinal end of the associated (first) support frame in such a way that the (second) support frame of the fuselage segment adjacent there can also be supported thereon. For this purpose, the second support frame protrudes a little in the longitudinal direction from its fuselage segment and is detachably fastened to the undercarriage so that the separability of the fuselage segments is not impaired.
Vorzugsweise ist bei dieser Ausführungsform das Fahrwerk in einem kurzen, zwischen zwei Rumpfsegmenten angeordneten Gelenk- und Fahrwerksabschnitt untergebracht, der von einem Mantelabschnitt mit etwas größerer Längserstrek- kung als das Fahrwerk gebildet wird. Der Gelenk- und Fahrwerksabschnitt ist beiderseits über Segmentverbindungen an die benachbarten Rumpfsegmente gekoppelt. Sein Querschnittsprofil unterscheidet sich nicht wesentlich von dem der beschriebenen Rumpfsegmente. Im Bodenbereich des steifen Mantelabschnitts sind Öffnungen für die Räder vorgesehen.In this embodiment, the undercarriage is preferably accommodated in a short articulated and undercarriage section arranged between two fuselage segments, which is formed by a jacket section with a somewhat greater longitudinal extension than the undercarriage. The joint and landing gear section is coupled on both sides to the adjacent fuselage segments via segment connections. Its cross-sectional profile does not differ significantly from that of the fuselage segments described. Openings for the wheels are provided in the bottom area of the rigid jacket section.
Grundsätzlich ist vorgesehen, jedem Rumpfsegment jeweils einen Gelenk- und Fahrwerksabschnitt zuzuordnen. Bei der Trennung der Rumpfsegmente zu Zwecken der Wartung oder der Umkonfiguration von Zugverbänden verbleibt daher jeweils ein Ende eines jeweiligen Rumpfsegments über seine Tragplatte fest an den zugehörigen Gelenk- und Fahrwerksabschnitt gekoppelt. Das andere Längsende wird provisorisch gestützt, wie es von Zügen nach Jakobs-Bauart bekannt ist.Basically, it is provided to assign a joint and landing gear section to each fuselage segment. When the fuselage segments are separated for the purpose of maintenance or the reconfiguration of train sets, one end of each fuselage segment remains firmly coupled to the associated joint and chassis section via its support plate. The other longitudinal end is provisionally supported, as is known from Jakobs-type trains.
Zu Wartungszwecken kann bei dieser Ausführungsform jedoch der Gelenk- und Fahrwerksabschnitt auch vollständig von seinem zugehörigen Rumpfsegment entkoppelt werden. Hierfür ist die Verbindung zwischen Mantel und Tragplatte in diesem Abschnitt lösbar. Zum Stützen des Mantels nach einer Trennung vom
- 9 -In this embodiment, however, the joint and chassis section can also be completely decoupled from its associated fuselage segment for maintenance purposes. For this purpose, the connection between the jacket and the support plate can be released in this section. To support the jacket after separation from the - 9 -
Traggestell ist ein provisorischer Verbindungsmechanismus zwischen Mantel und Fahrwerk vorgesehen. Der Vorteil einer Trennbarkeit des Gelenk- und Fahrwerks- abschnittes vom zugehörigen Rumpfsegment liegt darin, daß ein leicht austauschbares Modul mit allen wesentlichen, wartungsintensiven Fahrwerks- und Gelenkelementen gebildet wird. Bislang ist es notwendig, zur Wartung eines solchen Elementes einen ganzen Wagen außer Betrieb zu nehmen. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung kann dagegen zur Wartung der Gelenk- und Fahrwerksabschnitt schnell aus einem Zugverband ausgekoppelt und durch einen anderen ersetzt werden. Die Wartungsarbeiten werden dann ausschließlich an diesem Modul durchgeführt, während die wartungsarmen Abschnitte der Rumpfsegmente weiter betrieben werden können.A temporary connection mechanism between the jacket and the chassis is provided in the supporting frame. The advantage of a separability of the joint and chassis section from the associated fuselage segment is that an easily replaceable module is formed with all essential, maintenance-intensive chassis and joint elements. So far, it has been necessary to take an entire car out of operation for the maintenance of such an element. In the present embodiment of the invention, on the other hand, the joint and chassis section can be quickly uncoupled from a train set and replaced by another for maintenance. The maintenance work is then carried out exclusively on this module, while the low-maintenance sections of the fuselage segments can continue to be operated.
Die Segmentverbindungen zwischen jeweils benachbarten Rumpfsegmenten weisen bei einer Ausführungsform der Erfindung fluidbetriebene Kopplungselemente auf. Diese können in einfacher Weise als in Umfangsrichtung an den Stirnseiten verteilte Zylinder ausgebildet sein. Die Zylinder sind vorzugsweise doppelt wirkend, um Druck- und Zugkräfte gleichermaßen übertragen zu können.In one embodiment of the invention, the segment connections between respectively adjacent fuselage segments have fluid-operated coupling elements. These can be designed in a simple manner as cylinders distributed in the circumferential direction on the end faces. The cylinders are preferably double-acting in order to be able to transmit compressive and tensile forces equally.
In einer alternativen Ausführungsform sind die fluidbetriebenen Kopplungselemente als Rollbalgfedem ausgebildet, die jeweils einen mit der einen Stirnseite verbundenen, in einer steifen Fassung eingebetteten Rollbalg mit einer sich überwiegend in Umfangsrichtung des Mantels erstreckenden Vertiefung aufweisen. In diese greift jeweils ein an der zugewandten Stirnseite des benachbarten Rumpfsegments gegenüberliegend angeordneter Kolben ein. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Kraftüberleitung wegen der großen Erstreckung der Kopplungselemente in Umfangsrichtung sehr homogen über den Segmentmantel verteilt erfolgt. Rollbalg und Kolben können zudem leicht voneinander getrennt werden, wenn das Profil des Rollbalgs etwa U-förmig gestaltet und das des Kolbens entsprechend angepaßt ist.In an alternative embodiment, the fluid-operated coupling elements are designed as bellows springs, each of which has a bellows which is connected to one end face and is embedded in a rigid mount and has a depression which extends predominantly in the circumferential direction of the jacket. A piston arranged opposite each other on the facing end face of the adjacent fuselage segment engages in this. This embodiment has the advantage that the force transfer is very homogeneously distributed over the segment jacket due to the large extent of the coupling elements in the circumferential direction. The bellows and piston can also be easily separated from one another if the profile of the bellows is approximately U-shaped and that of the piston is adapted accordingly.
Zum Verbinden zweier Rumpfsegmente werden diese aufeinander zu bewegt, wobei der Kolben in die U-förmige Vertiefung des gegenüberliegenden Rollbalgs eingeführt wird. Anschließend wird der Rollbalg mit Druck beaufschlagt, so daß der Kolben eng umschlossen wird. Zum Lösen der Verbindung wird der Druck im Rollbalg gesenkt.To connect two fuselage segments, they are moved towards each other, the piston being inserted into the U-shaped recess of the opposite bellows. Then the bellows is pressurized so that the piston is tightly enclosed. To release the connection, the pressure in the bellows is reduced.
Besonders vorteilhaft ist dabei eine am eingreifenden Ende verdickte Ausbildung des Kolbens. Die Verdickung kann, im Längsschnitt gesehen, beispielsweise keulen- oder kreisförmig sein. Wichtig ist einerseits eine gerundete Form und
- 10 -A thickened design of the piston at the engaging end is particularly advantageous. When viewed in longitudinal section, the thickening can be, for example, club-shaped or circular. On the one hand, a rounded shape and - 10 -
andererseits ein großer Flächenanteil vom Kolbenende abgewandter, aber parallel zu den Stirnflächen ausgerichteter Seiten des verdickten Kolbenabschnittes. Auf diese Weise wird einerseits das Ein- und Ausführen des Kolbens beim Verbinden bzw. Trennen zweier Rumpfsegmente einfach gestaltet. Durch die unter Druckbeaufschlagung vom Rollbalg umschlossene Verdickung des eingreifenden Kolbenendes wird andererseits eine formschlüssige Verbindung hergestellt, die durch die Haftreibungskraft zwischen den den aneinander gepreßten Flächen von Kolben und Rollbalg noch verstärkt wird. Dadurch können die Rollbalgfedem sowohl Druck- als auch Zugkräfte zwischen den Rumpfsegmenten übertragen.on the other hand, a large proportion of the area of the thickened piston section facing away from the piston end, but oriented parallel to the end faces. In this way, the insertion and removal of the piston when connecting or disconnecting two fuselage segments is made easy. On the other hand, the thickening of the engaging piston end, which is enclosed by the bellows under pressure, creates a positive connection, which is further reinforced by the static friction force between the pressed surfaces of the piston and the bellows. This allows the bellows springs to transmit both compressive and tensile forces between the fuselage segments.
Vorzugsweise sind zumindest die Außenflächen von Kolben und Rollbalg aus Gummi oder einem anderen Elastomer gefertigt. Dadurch können hohe Haftreibungskräfte erzeugt werden. Gleichzeitig sind derartige Materialien den auftretenden mechanischen und klimatischen Belastungen gegenüber robust und langlebig. Als Fluide können Gase wie auch Flüssigkeiten eingesetzt werden.Preferably, at least the outer surfaces of the piston and the bellows are made of rubber or another elastomer. As a result, high static friction forces can be generated. At the same time, such materials are robust and long-lasting against the mechanical and climatic loads that occur. Gases and liquids can be used as fluids.
Die beschriebenen Kopplungselemente weisen eine Elastizität auf, die unter allen auftretenden Anforderungen eine hohe Gelenkigkeit der Segmentverbindung sicherstellt. Beim Durchfahren eines Gleisbogens wird zum einen die Biegung parallel zur Schienenoberfläche zugelassen, wobei auf der Bogeninnenseite eine Stauchung und auf der Außenseite eine Streckung der Segmentverbindung auftritt. Ähnliche Verformungen treten im Dach und im Bodenbereich beim Durchfahren von Gleiskuppen oder -senken auf. Bei der Einfahrt in Gleisbögen werden aufgrund der Neigungsrampe am äußeren Gleis benachbarte Rumpfsegmente gegeneinander geringfügig verwunden (tordiert).The coupling elements described have an elasticity that ensures a high degree of flexibility of the segment connection under all occurring requirements. When driving through a curved track, on the one hand the bend is permitted parallel to the rail surface, with a compression occurring on the inside of the curve and an extension of the segment connection on the outside. Similar deformations occur in the roof and in the floor area when passing through track tops or depressions. When entering bends, adjacent torso segments are slightly twisted against each other (twisted) due to the incline ramp on the outer track.
Durch die Wechselwirkung zwischen Kolben und Rollbalg wird jedoch auch in kontrollierter Weise über entsprechende Richtmomente und Rückstellkräfte die Orientierung des vorhergehenden und des nachfolgenden Rumpfsegmentes zur Wirkung gebracht. Zum einen ist sichergestellt, daß das Schienenfahrzeug bei geradem Gleisverlauf in einer gestreckten Form läuft. Weiterhin werden Knickverformungen sowie Nick- und Gier- und Rotationsschwingungen im Fahrzeugverband unterdrückt.Due to the interaction between the piston and the bellows, the orientation of the preceding and the following fuselage segment is also brought about in a controlled manner via appropriate directional moments and restoring forces. Firstly, it is ensured that the rail vehicle runs in an elongated form when the track is straight. Furthermore, buckling deformations as well as pitching, yawing and rotating vibrations in the vehicle group are suppressed.
Um eine eventuelle Richtungsabhängikeit der Längskraftübertragung durch die Rollbalgfedem auszugleichen, können an den Stirnseiten jeweils sowohl Rollbälge als auch Kolben - in zueinander "komplementärer" Anordung - vorgesehen werden. Sie können in Umfangsrichtung aneinander anschließen und haben in dieser Rieh-
- 1 1 -In order to compensate for a possible directional dependency of the longitudinal force transmission through the roll bellows springs, both roll bellows and pistons can be provided on the end faces in a "complementary" arrangement. You can connect to each other in the circumferential direction and have in this - 1 1 -
tung vorzugsweise jeweils eine relativ geringe Länge. Dadurch wird die Kraftleitfähigkeit der Segmentverbindungen weiter homogenisiert.tion preferably a relatively short length. This further homogenizes the force conductivity of the segment connections.
Zur Verbesserung des Crash-Verhaltens werden in einer weiteren Ausführungsform die zusammengeschalteten Rollbälge einer Segmentverbindung mit einem Überströmventil verbunden, durch welches das Fluid ab einem vorbestimmten, einer Unfallsituation entsprechenden Druck in ein Reservoir entweichen kann. Auf diese Weise wird die kinetische Energie des Schienenfahrzeugs teilweise in Arbeit am Fluid umgewandelt und so ein einfacher und wirkungsvoller Mechanismus des Stoßverzehrs realisiert.To improve the crash behavior, in a further embodiment the interconnected bellows of a segment connection are connected to an overflow valve, through which the fluid can escape into a reservoir from a predetermined pressure corresponding to an accident situation. In this way, the kinetic energy of the rail vehicle is partially converted into work on the fluid, thus realizing a simple and effective mechanism of shock absorption.
Vorzugsweise sind die fluidbetriebenen Kopplungselemente jeweils einer Segmentverbindung zum Druckausgleich miteinander verbunden. Die hierfür vorzusehenden strömungstechnischen Vorrichtungen sind aus der Fluidiktechnik bekannt. Diese Ausführungsform kann ebenso unter Einsatz fluidischer Schalt- und Regeltechnik dahingehend weiterentwickelt werden, daß die Innenvolumina zumindest einer Teilanzahl der Rollbälge in Kammern unterteilt sind, deren Innnendruck unabhängig von einander reget- und/oder steuerbar ist. Durch Ausstattung des gesamten Fahrzeugs mit dieser Technik kann eine aktive Beeinflussung der Ausrichtung der Rumpfsegmente zum Gleis erreicht werden mit dem Ziel, die Spurführungskräfte zu minimieren und dadurch Verschleiß an Fahrbahn und Fahrzeug weiter zu reduzieren und den Fahrkomfort zu steigern.The fluid-operated coupling elements of a segment connection are preferably connected to one another for pressure compensation. The fluidic devices to be provided for this are known from fluidic engineering. This embodiment can also be further developed using fluidic switching and control technology in such a way that the internal volumes of at least some of the rolling bellows are divided into chambers, the internal pressure of which can be regulated and / or controlled independently of one another. By equipping the entire vehicle with this technology, it is possible to actively influence the alignment of the fuselage segments with the track, with the aim of minimizing the guidance forces and thereby further reducing wear on the road and vehicle and increasing driving comfort.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist zur Sicherung der Zugkraftübertragung zwischen den einander zugewandten Stirnseiten ein über wechselnd an jeweils einer der Stirnseiten befestigte Rollen in Umfangsrichtung geführtes Kupplungsseil vorgesehen, dessen Enden lösbar miteinander verbunden sind. Vorzugsweise wird wegen seiner hohen Belastbarkeit ein Stahlseil verwendet. Die Führung eines solchen Endlosseils über Rollen erlaubt eine Zugkraftübertragung zwischen den Segmenten, ohne daß die Beweglichkeit der Rumpfsegmente gegeneinander eingeschränkt wird. Es findet zudem bei allen Relativbewegungen der Rumpfsegmente mit von der Längsrichtung abweichenden Bewegungskomponenten ein selbsttätiger Ausgleich der Seilspannung statt. Beispielsweise verringert sich die Spannung des Seils beim Durchfahren eines Gleisbogens auf der dem Bogenmittel- punkt zugewandten Seite. Gleichzeitig wächst sie jedoch auf der abgewandten Seite. Dadurch wird das Seil in Richtung der abgewanten Seite gezogen, wodurch wiederum die Seilspannung letztlich konstant gehalten wird.
- 12 -In a further embodiment, in order to secure the transmission of tractive force between the mutually facing end faces, a clutch cable is provided, which is guided in the circumferential direction and is alternately fastened to one of the end faces, the ends of which are releasably connected to one another. A steel cable is preferably used because of its high resilience. The guiding of such an endless rope over rollers allows a transmission of tractive force between the segments without the mobility of the fuselage segments being restricted with respect to one another. In addition, the rope tension is automatically compensated for in all relative movements of the trunk segments with movement components that deviate from the longitudinal direction. For example, the tension of the rope is reduced when passing through a curve on the side facing the center of the curve. At the same time, however, it grows on the opposite side. This pulls the rope towards the opposite side, which in turn ultimately keeps the rope tension constant. - 12 -
ln bevorzugter Leichtbauweise sind die starren Rumpfsegmente in, insbesondere mehrschaliger, Faserverbundbauweise als formversteifte Flächentragwerke ausgeführt oder in herkömmlicher Differential- und/oder Integralbauweise unter Verwendung von Halbzeugen aus Leichtmetall-Legierungen ausgeführt. Bei der Faserverbundbauweise kommen als Herstellungstechnologien grundssätzlich das Pre- preg-Verfahren, das Handauflege- und das Vakuuminjektionsverfahren, insbesondere aber die Wickeltechnik in Frage. Dabei ist es möglich, in Werkstoff- und fertigungsspezifischer Weise stoßenergieverzehrende Bereiche, Schall- und Wärme- dämmaterialien und Installationskanäle in die Wandungen zu integrieren.In a preferred lightweight construction, the rigid fuselage segments are designed in a, in particular multi-layer, fiber composite construction as form-stiffened surface structures or in a conventional differential and / or integral construction using semi-finished products made of light metal alloys. In the case of fiber composite construction, the prepreg process, the hand lay-up and the vacuum injection process, but in particular the winding technology, are possible production technologies. It is possible to integrate shock-absorbing areas, sound and heat insulation materials and installation ducts into the walls in a material and production-specific manner.
In Realisierung des oben beschriebenen Verbundprinzips haben die Rumpfsegmente eine deutlich geringere Länge als herkömmliche Drehgestellwagen, insbesondere Längen von weniger als 6 Metern, bevorzugt sogar von nur 3 bis 5 Metern. Ein Halbzug von 200m Länge wird in der Praxis je nach Segmentlänge aus 30 bis 50 Rumpfsegmenten zusammengesetzt sein.In realizing the composite principle described above, the fuselage segments have a significantly shorter length than conventional bogie wagons, in particular lengths of less than 6 meters, preferably even of only 3 to 5 meters. In practice, a half train of 200m length will be composed of 30 to 50 fuselage segments, depending on the segment length.
Ein Teil der starren Rumpfsegmente wird aufgrund der geringen Länge keinen Ein- und Ausstiegsbereich aufweisen, und es wird Segmenteinheiten mit differenzierteren Funktionen geben als bisher üblich, etwa spezielle Sanitär- oder Technik- /Antriebs-Segmente.Some of the rigid fuselage segments will have no entry and exit areas due to the short length, and there will be segment units with more differentiated functions than previously common, such as special sanitary or technology / drive segments.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der Zeichnung näher dargestellt. Darin zeigen:Further advantages and features of the invention are shown below together with the description of preferred embodiments of the invention with reference to the drawing. In it show:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs in Seitenansicht,FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the rail vehicle according to the invention in a side view,
Figur 2 eine teilweise geöffnete Seitenansicht eines Ausschnitts desFigure 2 is a partially opened side view of a section of the
Schienenfahrzeugs nach Figur 1 im Bereich einer Segmentverbindung,1 in the area of a segment connection,
Figur 3a und b jeweils eine längs der Linie AB in Figur 2 geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Segmentverbindung,3a and b each show a sectional view of an exemplary embodiment of the segment connection along the line AB in FIG. 2,
Figur 4 die Anordnung von Kopplungselementen an einer Stirnseite eines Rumpfsegmentes in einer vereinfachten Vorderansicht
- 13 -Figure 4 shows the arrangement of coupling elements on an end face of a fuselage segment in a simplified front view - 13 -
Figur 5 in einer vereinfachten, längs geschnittenen Teilansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeuges mit einer alternativen Fahrwerksanordnung undFigure 5 in a simplified, longitudinally sectioned partial view of another embodiment of the rail vehicle according to the invention with an alternative chassis arrangement and
Figur 6 eine Querschnittsansicht eines Rumpfsegmentes.Figure 6 is a cross-sectional view of a fuselage segment.
Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines auf einem Gleis 2 verkehrenden und für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb vorgesehenen Schienenfahrzeuges 4. Sein Antrieb kann - je nach Ausführung - an einem der längsseitigen Kopfsegmente 6 konzentriert oder aber an jedem Radpaar 8 vorgesehen sein. Der Zugverband ist aus kombinierten Ein-/Ausstiegs- und Passagier-Segmenten 10 sowie reinen Passagier-Segmente 12 bzw. 14 ohne Ein- und Ausstiegsbereich zusammengesetzt. Rumpfsegmente mit weiteren Funktionen (Gastronomie-, Club-, Medien-, Fitness-, Sanitär- oder Bürosegmente etc.) sind je nach Einsatzfall natürlich ebenso ausführ- und in den Zug integrierbar wie die oben erwähnten Basiseinheiten.FIG. 1 shows a schematic side view of a rail vehicle 4 running on a track 2 and intended for high-speed operation. Depending on the design, its drive can be concentrated on one of the longitudinal head segments 6 or provided on each pair of wheels 8. The train set is composed of combined boarding / alighting and passenger segments 10 and pure passenger segments 12 and 14 without an area for boarding and alighting. Fuselage segments with other functions (catering, club, media, fitness, sanitary or office segments, etc.) can of course also be designed and integrated into the train, depending on the application, as can the basic units mentioned above.
Zahl und Anordnung der in der Figur skizzierten Einheiten sind variierbar. Die Gesamtlänge eines solchen Zuges wird maximal ca. 400 m betragen. An seiner Außenoberfläche sind keine wesentlichen Stufungen oder Absätze ausgebildet.The number and arrangement of the units sketched in the figure can be varied. The total length of such a train will be a maximum of approx. 400 m. No significant steps or heels are formed on its outer surface.
Die mechanisch steif ausgeführten Rumpfsegmente 10 bis 14 ruhen jeweils auf einem, bezogen auf ihre Längserstreckung, mittig angeordneten Radpaar 8 und sind jeweils über elastisch gelenkige, mit den Segmenten im wesentlichen querschnittsgleiche Segmentverbindungen 16 miteinander verbunden.The mechanically stiff fuselage segments 10 to 14 each rest on a pair of wheels 8 arranged centrally with respect to their longitudinal extent and are each connected to one another via elastically articulated segment connections 16 which are essentially identical in cross section to the segments.
Das Fahrzeug 4 ist durch eine entsprechende Zusammenstellung von Kopfsegmenten 6 und Rumpfsegmenten 10 bis 14 bedarfsweise in zwei Halbzüge teilbar, die antriebsmäßig grundsätzlich autark sind.The vehicle 4 can, if necessary, be divided into two half-trains by a corresponding combination of head segments 6 and fuselage segments 10 to 14, which are basically autonomous in terms of drive.
Figur 2 zeigt eine teilweise geöffnete Seitenansicht eines Ausschnitts des Schienenfahrzeugs nach Figur 1 im Bereich der Segmentverbindung 16 zwischen den Rumpfsegmenten 12 und 14. Durch horizontale Linien im oberen und unteren Bereich der Segmentmäntel 18 ist deren Krümmung senkrecht zur Zeichenebene angedeutet. Die Segmentverbindung 16 ist nach außen hin von einer bündig mit den Segmentmänteln 18 abschließenden Membran 20 umgeben. Diese erstreckt sich über den gesamten Umfang des Mantels. Der darunter zum Inneren der Segmente hin anschließende Teil der Segmentverbindung 16 ist in der vorliegenden
- 14 -FIG. 2 shows a partially opened side view of a section of the rail vehicle according to FIG. 1 in the area of the segment connection 16 between the fuselage segments 12 and 14. Horizontal lines in the upper and lower area of the segment sleeves 18 indicate their curvature perpendicular to the plane of the drawing. The segment connection 16 is surrounded on the outside by a membrane 20 which is flush with the segment sleeves 18. This extends over the entire circumference of the jacket. The part of the segment connection 16 which adjoins the interior of the segments underneath is in the present one - 14 -
Darstellung gestrichelt gezeichnet, soweit er von der Membran 20 abgedeckt ist, zur Verdeutlichung aber im mittleren Abschnitt freigelegt. Die Membran ist, wie unten anhand von Figur 3 näher beschrieben wird, mit seitlich ausgebildeten Kedern in Nuten 22 eingebettet, die sich an den Segmentmänteln 18 beiderseits der Segmentverbindung 1 6 über den gesamten Umfang erstrecken.Representation drawn in dashed lines, insofar as it is covered by the membrane 20, but exposed for clarification in the middle section. The membrane is, as will be described in more detail below with reference to FIG. 3, embedded with laterally formed piping in grooves 22 which extend over the entire circumference on the segment jackets 18 on both sides of the segment connection 16.
Zum Segmentinneren hin sind unterhalb der Membran 20 in Umfangsrichtung verteilte Rollbalgfedem 24 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich jede Rollbalgfeder 24 über etwas weniger als ein Achtel des Mantel- umfangs. Jede Rollbalgfeder 24 weist einen am Rumpfsegment 14 befestigen Rollbalg 26 und einen in diesen über seine gesamte Länge eingreifenden und am Rumpfsegment 1 2 befestigten Kolben 28 auf. Der Rollbalg ist in eine hier der Deutlichkeit halber nicht dargestellte Fassung eingebettet, die unten anhand von Figur 3 beschrieben wird.Towards the inside of the segment, bellows springs 24 distributed in the circumferential direction are arranged below the membrane 20. In the present exemplary embodiment, each bellows spring 24 extends over a little less than one eighth of the circumference of the jacket. Each bellows spring 24 has a bellows 26 which is fastened to the fuselage segment 14 and a piston 28 which engages in this over its entire length and is fastened to the fuselage segment 12. The bellows is embedded in a version, not shown here for the sake of clarity, which is described below with reference to FIG. 3.
Zwischen den Rollbalgfedem sind an den Stirnseiten der Segmente 1 2 und 14 Umlenkrollen 30 bzw. 32 für ein Kopplungsseil 34 befestigt. Das Kopplungsseil 34 ist zur Sicherung der Zugkraftübertragung als Endlosseil über den gesamten Umfang des Segmentmantels zwischen den aneinandergrenzenden Stirnseiten der Segmente 1 2 und 14 geführt. Dabei durchläuft es auch die mit entsprechenden Bohrungen 36 versehenen Kolben 28.Between the bellows springs are attached to the end faces of the segments 1 2 and 14 deflection rollers 30 and 32 for a coupling cable 34. The coupling rope 34 is guided to secure the transmission of tensile force as an endless rope over the entire circumference of the segment jacket between the adjoining end faces of the segments 1 2 and 14. It also passes through the pistons 28 provided with corresponding bores 36.
Die Bohrung 36 ist in Figur 3a, einer längs der Linie AB in Figur 2 geschnittenen Ansicht der Segmentverbindung 1 6, deutlich erkennbar. Der Rollbalg 26 hat ein etwa U-förmiges Profil und ist für die Erzeugung von Rückstellkräften und Richtmomenten bei Einwirkung von Druck oder seitlich gerichteten Kräften durch den Kolben 28 seitlich sowie oben, unten und hinten in eine steife Fassung 38 eingebettet. Nur die dem Kolben 28 zugewandte Seite ist offen.The bore 36 can be clearly seen in FIG. 3a, a view of the segment connection 16 cut along the line AB in FIG. The rolling bellows 26 has an approximately U-shaped profile and is embedded in a rigid socket 38 laterally and at the top, bottom and rear for the generation of restoring forces and directional moments under the action of pressure or lateral forces by the piston 28. Only the side facing the piston 28 is open.
Die Wandung des Rollbalgs 26 besteht typischerweise aus mehreren Elastomerschichten, zum Teil mit Dichtungsfunktion und zum Teil mit Schutzfunktion gegen mechanische Beschädigungen und Witterungseinflüsse. Zwischen diese Schichten ist eine Festigkeitsträgerschicht eingebettet. Die Wahl der Elastomere und des Festigkeitsträgers erfolgt entsprechend der vorgesehenen Belastung. Der Kolben 28 ist außen zum Schutz und zur Erzeugung eines relativ hohen Reibungskoeffizienten beim Kontakt mit dem Rollbalg 26 ebenfalls von einer Elastomerschicht umgeben, im Kern aber nicht biegsam ausgebildet.
- 15 -The wall of the rolling bellows 26 typically consists of several elastomer layers, some with a sealing function and some with a protective function against mechanical damage and weather influences. A reinforcement layer is embedded between these layers. The choice of elastomers and reinforcement is made according to the intended load. The piston 28 is also surrounded on the outside by an elastomer layer to protect and generate a relatively high coefficient of friction on contact with the rolling bellows 26, but is not designed to be flexible in the core. - 15 -
Als Fluid 42 kommen sowohl Gase (insbesondere Luft) als auch Flüssigkeiten in Frage. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Hydrauliköl vorgesehen.Both gases (in particular air) and liquids can be considered as fluid 42. In the present exemplary embodiment, hydraulic oil is provided.
Auch die Membran 20 ist aus einem Elastomer gefertigt und trägt zur Zugkraftübertragung zwischen den Segmenten 12 und 14 bei. Deutlich erkennbar sind in dieser Darstellung ihre beiderseits ausgebildeten Keder 40, die in die Nuten 22 eingeführt sind. Vor einer Trennung der Segmente 12 und 14 werden zunächst die Membran 20 und das Kopplungsseil 34 entfernt.The membrane 20 is also made of an elastomer and contributes to the transmission of tensile force between the segments 12 and 14. Their piping 40, which is formed on both sides and is inserted into the grooves 22, is clearly recognizable in this illustration. Before the segments 12 and 14 are separated, the membrane 20 and the coupling cable 34 are first removed.
In Figur 3b ist ein Längsschnittprofil einer alternativen Segmentverbindung 1 6' dargestellt. Sie unterscheidet sich vor allem durch eine Verdickung des Kolbens 28' an seinem in den Rollbalg 26' eingreifenden Ende 44. Sie ist hier etwa keulenförmig ausgebildet. Für das Einführen des Kolbens 28' in den Rollbalg 26' wird der Fluiddruck erniedrigt. Nach dem Einführen wird der Druck erhöht und der Rollbalg 26' umgreift den verdickten Abschnitt 44 bishin zum Kolbenschaft 46. Der Rollbalg weist hierfür eine leichte Verbreiterung seiner Kammern an den Enden der Schenkel des U-förmigen Profils auf. Die Fasung 38' ist an der dem Segment 12 zugewandten Seite nur so weit geschlossen, daß das Einführen des Kolbens 28' in den Rollbalg 38' nicht behindert wird. Auf diese Weise bietet die Rollbalgfeder in dieser Ausführungsvariante auch beim Auftreten von Zugkräften einen elastischen Widerstand, der zur Kraftübertragung genutzt werden kann, ohne die Gelenkigkeit der Segmentverbindung 16' gegenüber der oben beschriebenen Bauweise einzuschränken.FIG. 3b shows a longitudinal section profile of an alternative segment connection 1 6 '. It differs primarily by a thickening of the piston 28 'at its end 44 which engages in the bellows 26'. Here it is approximately club-shaped. The fluid pressure is reduced for the introduction of the piston 28 'into the rolling bellows 26'. After insertion, the pressure is increased and the roller bellows 26 'encompasses the thickened section 44 up to the piston shaft 46. For this purpose, the roller bellows has a slight widening of its chambers at the ends of the legs of the U-shaped profile. The chamfer 38 'on the side facing the segment 12 is only closed to such an extent that the insertion of the piston 28' into the rolling bellows 38 'is not hindered. In this way, the bellows spring in this embodiment variant also offers elastic resistance when tensile forces occur, which resistance can be used for power transmission without restricting the articulation of the segment connection 16 'compared to the construction described above.
Figur 4 zeigt eine mögliche Anordnung von Rollbälgen 26 (bzw. 26') an einer Stirnseite des Mantels 18 des Rumpfsegmentes 14. In der stark vereinfachten Vorderansicht ist nur der Segmentmantel 18 dargestellt. Insgesamt acht Rollbälge 26 sind in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet. Dazwischen ist jeweils eine Umlenkrolle 32 für das Kopplungsseil 34 angeordnet. Die Verwendung des Kopplungsseils 34 ist nicht erforderlich, wenn die alternative Bauweise der Segmentverbindungen 16' zum Einsatz kommt. In diesem Fall kann der Rollbalg sich an der Stirnseite über den gesamten Umfang erstrecken.FIG. 4 shows a possible arrangement of rolling bellows 26 (or 26 ') on one end face of the casing 18 of the fuselage segment 14. Only the segment casing 18 is shown in the greatly simplified front view. A total of eight bellows 26 are arranged one behind the other in the circumferential direction. A deflection roller 32 for the coupling cable 34 is arranged between each. The use of the coupling cable 34 is not necessary if the alternative construction of the segment connections 16 'is used. In this case, the bellows can extend over the entire circumference on the front side.
Figur 5 zeigt in einer vereinfachten Längsschnittansicht eine alternative Bauweise des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs. Dargestellt sind zwei Segmente 12' und 14' mit sich darin erstreckenden Traggestellen 48 und 50. Anders als bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist hier das Fahrwerk 8 nicht in der Mitte, sondern am Ende der Längserstreckung des Traggestells 48 angeordnet. Das
- 16 -FIG. 5 shows an alternative construction of the rail vehicle according to the invention in a simplified longitudinal sectional view. Two segments 12 'and 14' are shown with supporting frames 48 and 50 extending therein. In contrast to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the undercarriage 8 is not arranged here in the middle but at the end of the longitudinal extension of the supporting frame 48. The - 16 -
Traggestell 48 ist mit dem Fahrwerk 8 fest, aber elastisch verbunden, was in Figur 5 durch eine Feder symbolisch angedeutet wird. Eine Bewegung des Fahrwerks relativ zum Traggestell und dem fest damit verbundenen Segmentmantel 18' ist jedoch ausschließlich in einer Querschnittsebene des Rumpfsegmentes 12' möglich.Support frame 48 is fixedly but elastically connected to the chassis 8, which is symbolically indicated in FIG. 5 by a spring. However, movement of the undercarriage relative to the support frame and the segment jacket 18 'which is firmly connected thereto is only possible in a cross-sectional plane of the fuselage segment 12'.
Das Traggestell 48 erstreckt sich bei dieser Anordnung nicht über die gesamte Länge des Rumpfsegmentes 12'. Dagegen ragt das Traggestell 50 des angrenzenden Rumpfsegments 14' über dessen Längserstreckung hinaus in das Segment 12' hinein und ist ebenfalls auf dem Fahrwerk 8 in gleicher Weise wie das Traggestell 48 gelagert. Das Traggestell 50 ist jedoch lösbar mit dem Fahrwerk 8 verbunden, um die Trennbarkeit der Rumpfsegmente 12' und 14' voneinander zu gewährleisten. Beide Traggestelle sind miteinander durch ein Verbindungsstück 52 elastisch verbunden, so daß ihre Beweglichkeit gegeneinander nicht eingeschränkt wird, aber der Innenraum der Segmente vom Unterbodenbereich isoliert wird.The support frame 48 does not extend over the entire length of the fuselage segment 12 'in this arrangement. In contrast, the support frame 50 of the adjacent fuselage segment 14 'extends beyond its longitudinal extent into the segment 12' and is also mounted on the chassis 8 in the same way as the support frame 48. However, the support frame 50 is detachably connected to the chassis 8 in order to ensure that the fuselage segments 12 'and 14' can be separated from one another. Both support frames are elastically connected to one another by a connecting piece 52, so that their mobility with respect to one another is not restricted, but the interior of the segments is isolated from the underbody area.
Durch beiderseits des Fahrwerks vorgesehene Segmentverbindungen 16 wird ein Abschnitt 54 des Rumpfsegments 12' gebildet, in dem die Gelenk- und Fahrwerks- funktionen konzentriert sind.A segment 54 of the fuselage segment 12 ′ is formed by segment connections 16 provided on both sides of the undercarriage, in which the joint and undercarriage functions are concentrated.
Die Verbindung der Traggestelle 48 und 50 mit dem Mantel 18 bzw. 18' der Rumpfsegmente ist bei allen Ausführungsformen grundsätzlich fest. Mantel und Traggestell bilden bei dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug eine fahrdynamische Einheit, wobei die Last des Mantels vom Traggestell gestützt und auf das Radpaar übertragen wird.The connection of the support frames 48 and 50 to the jacket 18 or 18 'of the fuselage segments is basically fixed in all embodiments. In the rail vehicle according to the invention, the jacket and support frame form a dynamic driving unit, the load of the jacket being supported by the support frame and transferred to the pair of wheels.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird von diesem Prinzip grundsätzlich nicht abgewichen, jedoch im Bereich des des Gelenk- und Fahrwerksabschnittes 54 eine geringfügige Beweglichkeit der Tragplatte relativ zum Mantel zugelassen. Diese Beweglichkeit wird mit Hilfe eines speziellen Verbindungselementes 56 hergestellt.In the present exemplary embodiment, this principle is not fundamentally deviated from, but a slight mobility of the support plate relative to the jacket is permitted in the region of the articulation and running gear section 54. This mobility is produced with the help of a special connecting element 56.
In Figur 6a ist ein Beispiel für ein solches Verbindungselement 56 in einer Querschnittsansicht, in Figur 6b in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Verbindungselemente 56 sind an beiden Querseiten des Traggestells 48 bzw. 50 einander gegenüberliegend angeordnet. Dabei können jeweils mehrere Verbindungselemente 56 hintereinander angeordnet sein.6a shows an example of such a connecting element 56 in a cross-sectional view, in FIG. 6b in a perspective view. The connecting elements 56 are arranged on both transverse sides of the support frame 48 and 50 opposite one another. Several connecting elements 56 can be arranged one behind the other.
Das Verbindungselement 56 hat eine rechteckige Rückenplatte 58, die mit dem
- 17 -The connecting element 56 has a rectangular back plate 58, which with the - 17 -
Rumpfmantel 18' verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dafür eine einfache Schraubverbindung vorgesehen, für die die Rückenplatte 58 mehrere Bohrungen 60 aufweist. Von der Rückenplatte 58 erstreckt sich ein zylindrischer Zapfen 62 zur Querseite des Traggestells 48 hin. Die Rückenplatte 58 und der Zapfen 62 sind einstückig aus einem biegesteifen Material, vorzugsweise aus Metall gefertigt. Etwa ab der Hälfte bis hin zum vorderen Ende seiner Längserstreckung ist der Zapfen 62 von einem fest mit ihm verbundenen Gummimantel 64 umgeben. Dieser wiederum wird von einem fest mit ihm verbundnenen Außenmantel 66 umschlossen, der sich über das Ende des Zapfens 62 hinaus erstreckt und dabei zur Tragplatte 48 hin verjüngt, um deren Querseite mit einer schlitzförmigen Öffnung 68 fest zu umfassen. Die Tragplatte kann relativ zur Öffnung 68 nicht bewegt werden. Hierfür ist eine (nicht dargestellte) Schraubverbindung zwischen der Tragplatte 48 und der Außenschale 66 des Verbindungselementes vorgesehen.Fuselage jacket 18 'is connected. In the present exemplary embodiment, a simple screw connection is provided for this, for which the back plate 58 has a plurality of bores 60. A cylindrical pin 62 extends from the back plate 58 to the transverse side of the support frame 48. The back plate 58 and the pin 62 are made in one piece from a rigid material, preferably from metal. From about half to the front end of its longitudinal extent, the pin 62 is surrounded by a rubber jacket 64 firmly connected to it. This in turn is enclosed by an outer jacket 66 firmly connected to it, which extends beyond the end of the pin 62 and thereby tapers towards the support plate 48 in order to firmly enclose its transverse side with a slot-shaped opening 68. The support plate cannot be moved relative to the opening 68. For this purpose, a screw connection (not shown) is provided between the support plate 48 and the outer shell 66 of the connecting element.
Tragplatte 48 und Rumpfmantel 18' werden durch das Verbindungselement 56 jedoch nicht völlig steif verbunden. Die Tragplatte und der Zapfen 62 sind mit geringem Abstand zueinander angeordnet, so daß sich die Tragplatte 48 zusammen mit dem Außenmantel 18'- maximal bis zum Anschlag am Zapfen 62 - ein Stück weit auf diesen zu bewegen kann, wobei der Gummimantel 64 elastisch verformt wird, die kinetische Energie der Tragplatte 48 quer zum Gleis aufnimmt und eine der Auslenkung entgegengerichtete Rückstell kraft erzeugt.The support plate 48 and fuselage casing 18 'are not connected completely rigidly by the connecting element 56. The support plate and the pin 62 are arranged at a short distance from one another, so that the support plate 48 together with the outer jacket 18 '- a maximum of up to the stop on the pin 62 - can move a little on this, the rubber jacket 64 being elastically deformed , which absorbs the kinetic energy of the support plate 48 transversely to the track and generates a return force counter to the deflection.
Weiterhin erlaubt dieser Abstand eine Neigebewegung des Traggestells 48 zusammen mit der Außenschale 66 gegen den Zapfen 62. Eine langsame Neigung des Traggestells 48 gegen den Segmentmantel tritt an Neigungsrampen der Außenschiene bei der Einfahrt in bzw. Ausfahrt aus Gleisbögen auf. Kurzzeitige oder hochfrequente Neigebewegungen, beispielsweise aufgrund von Unebenheiten der Schienen, werden durch die Gummi-Metall-Konstruktion des Verbindungselements 56 gedämpft. Der maximale Neigewinkel der Tragplatte gegen den Zapfen wird durch die geringe Kompressibilität des Elastomers, aus dem der Gummimantel 64 gefertigt ist, zwischen der Außenschale 66 und dem Zapfen 62 beschränkt. Über diese Grenze hinaus auftretende Neigungen werden auf den Rumpfmantel übertragen.Furthermore, this distance allows a tilting movement of the support frame 48 together with the outer shell 66 against the pin 62. A slow inclination of the support frame 48 against the segment jacket occurs on inclination ramps of the outer rail when entering or exiting track arches. Short-term or high-frequency tilting movements, for example due to unevenness in the rails, are dampened by the rubber-metal construction of the connecting element 56. The maximum angle of inclination of the support plate against the pin is limited by the low compressibility of the elastomer from which the rubber jacket 64 is made between the outer shell 66 and the pin 62. Inclinations occurring beyond this limit are transferred to the fuselage jacket.
Aufgrund seiner Konstruktion erlaubt das erste Verbindungselement 56 also einerseits die Übertragung von Spurführungskräften auf den Gelenk- und Fahrwerkabschnitt 54 des Segmentmantels. Andererseits dämpft es die Übertragung kurzzeitiger und hochfrequenter Impulse von den Schienen über das Fahrwerk und die
- 18 -Because of its construction, the first connecting element 56 thus allows on the one hand the transmission of tracking forces to the joint and chassis section 54 of the segment jacket. On the other hand, it dampens the transmission of short-term and high-frequency impulses from the rails via the chassis and the - 18 -
Tragplatte auf den Segmentmantel.Support plate on the segment jacket.
Die Quererstreckung der Traggestelle ist in diesem Abschnitt 54 etwas kleiner als in den anderen RumpfsegmentabschnittenThe transverse extension of the support frames is somewhat smaller in this section 54 than in the other fuselage segment sections
In Figur 7 ist ein Rumpfsegment 70 eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung in einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt. Das Fahrwerk 8, dessen Anbindung an das hier als Platte ausgebildete Traggestell 72 oben erläutert wurde, wird hier durch einen Radsatz angedeutet, dessen Räder durch Öffnungen, die außerhalb der Querschnittsebene liegen, aus dem Rumpfmantel zum Gleis 2 hin herausragen. Eine Auslenkung der Räder ist nicht vorgesehen. Oberhalb des Traggestells 72 kann, bei Bedarf über zusätzliche Dämpfungs- und Ferderungs- stufen, ein (hier nicht dargestellter) Innenboden gelagert werden, der sich mit aller beaufschlagten Last auf dem Traggestell 72 abstützt. Es ist eine gängige Zweier Bestuhlung 74 mit Mittelgang vorgesehen. Es zeigt sich, daß gegegenüber herkömmlichen Vollbahn-Fahrzeugen der Normalspur ein erheblicher Raumgewinn erzielt wird. Die Breite b des dargestellten Rumpfsegments 70 beträgt beispielsweise 3,30 m, was deshalb besonders bemerkenswert ist, weil diese Breite praktisch über die ganze Länge des Zugs zur Verfügung steht. Hierdurch lassen sich auch Salons im Restaurantwagen mit beidseitiger Zweier-Bestuhlung einrichten, was eine verbesserte Nutzbarkeit mit sich bringt, da die Zahl der Passagiere pro Zuglänge vergrößert ist. Dabei ist der Komfort sogar noch vergrößert.FIG. 7 shows a fuselage segment 70 of a further exemplary embodiment of the invention in a schematic cross-sectional view. The undercarriage 8, the connection of which to the support frame 72 designed here as a plate was explained above, is indicated here by a wheel set, the wheels of which protrude from the fuselage casing to the track 2 through openings which lie outside the cross-sectional plane. A deflection of the wheels is not provided. Above the support frame 72, an additional base (not shown here) can be stored, if necessary, via additional damping and suspension stages, which is supported on the support frame 72 with all loaded loads. A standard two-seater seating arrangement 74 with central aisle is provided. It can be seen that, compared to conventional full-track vehicles of the standard gauge, a considerable gain in space is achieved. The width b of the fuselage segment 70 shown is, for example, 3.30 m, which is particularly noteworthy because this width is practically available over the entire length of the train. As a result, salons can also be set up in the restaurant car with double-sided seating, which results in improved usability, since the number of passengers per train length is increased. The comfort is even increased.
In variabler Ausgestaltung sind unterschiedlichste Nutzungen möglich. So läßt sich ein einem Segment beispielsweise eine Küche oder auch ein Fahrradabteil unterbringen. Die Zahl der mit Türen versehenen Segmente läßt sich nach den individuellen Verkehrsgegebenheiten konfigurieren. Im Nahverkehr wird die Zahl der Türbereiche mit Stehgelegenheiten entsprechend größer bemessen. Für den Nachtverkehr lassen sich geräumige Schlafabteile vorsehen.A wide variety of uses are possible in a variable configuration. For example, a segment or a bicycle compartment can be accommodated in a segment. The number of segments with doors can be configured according to individual traffic conditions. In local transport, the number of door areas with standing space is increased accordingly. Spacious sleeping compartments can be provided for night traffic.
Bemerkenswert ist insbesondere noch, daß sich der Segmentmantel zum Gleis hin bis in den Radbereich hinein - die Räder seitlich teilweise überdeckend - erstreckt. Gegebenenfalls kann eine Verkleidung sogar auch den gesamten Bodenbereich mit Ausnahme der Raddurchlässe einschließen.It is particularly noteworthy that the segment jacket extends towards the track into the wheel area - partially overlapping the wheels to the side. If necessary, a covering can even enclose the entire floor area with the exception of the wheel culverts.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten möglich, welche von der dargestellten Lösung auch in anders gearteter Ausführung
- 19 -The embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments specified above. Rather, a number of variants are possible, which of the solution shown also have a different design - 19 -
Gebrauch machen.Make use.
Zur Realisierung der Segmente ist die verstärkte oder selbstverstärkende Kunststoffbauweise zwar unter Leichtbauaspekten bevorzugt, es ist aber beispielsweise auch eine Leichtmetallkonstruktion oder eine Stahlskelett-Verbundkonstruktion mit Kunststoff- oder Leichtmetallbeplankung möglich.To realize the segments, the reinforced or self-reinforcing plastic construction is preferred from a lightweight construction point of view, but it is also possible, for example, to use a light metal construction or a steel skeleton composite construction with plastic or light metal planking.
Neben glasfaserverstärkten Duromeren sind bei Kunststoffbauweise - bei Beachtung der Kostensituation - grundsätzlich auch kohle- oder polymerfaserverstärkte Duro- oder Thermoplaste einsetzbar, denen ggfs. in vorteilhafter Weise durch Einbinden von ausgerichtetem Verstärkungsmaterial eine ein- oder u.U. auch zweiachsige Vorzugsorientierung aufgeprägt wird. Als Elastomer können neben Gummi beispielsweise auch Elastomere auf PU-Schaum-Basis o.a. zum Einsatz kommen.
In addition to glass-fiber reinforced thermosets, plastic or synthetic fiber-reinforced thermosets or thermoplastics can also be used with plastic construction - provided the cost situation is taken into account, which may be advantageously integrated by incorporating aligned reinforcement material. two-axis preferred orientation is also impressed. In addition to rubber, for example, elastomers based on PU foam or the like can also be used as the elastomer. are used.