WO2014009142A1 - Schienenfahrzeug mit wankstabilisator - Google Patents

Schienenfahrzeug mit wankstabilisator Download PDF

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WO2014009142A1
WO2014009142A1 PCT/EP2013/063231 EP2013063231W WO2014009142A1 WO 2014009142 A1 WO2014009142 A1 WO 2014009142A1 EP 2013063231 W EP2013063231 W EP 2013063231W WO 2014009142 A1 WO2014009142 A1 WO 2014009142A1
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vehicle
chassis
axis
train
roll
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English (en)
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Inventor
Christian Brandstätter
Gerhard Kaserer
Christian PLANKENSTEINER
Michael Sumnitsch
Original Assignee
Siemens Ag Österreich
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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
    • B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
    • B61F5/24—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes
    • 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
    • B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies

Definitions

  • the invention relates to a rail vehicle with at least one chassis and with at least one roll stabilizer, with two different vehicle parts of the
  • Roll stabilizer includes
  • a torsion shaft arranged transversely to the vehicle longitudinal direction on a vehicle part
  • each lever is pivotally connected to one end of the train-push rod and this is hingedly connected at its other end to the other vehicle part.
  • the one vehicle part is usually the running or
  • Chassis such as a bogie or the bogie frame
  • the other part of the vehicle is the car body.
  • Rail vehicle usually has at least two running or running gear.
  • Anti-roll devices used in the form of so-called roll stabilizers Their task is the rolling movement of the
  • Vehicle longitudinal direction extending torsion wave used as it is known for example from EP 1 075 407 Bl or DE 24 21 874 AI.
  • Vehicle longitudinal axis rotatably mounted levers extending in the vehicle longitudinal direction. These levers are in turn connected to links or the like, which are arranged kinematically parallel to the spring means of the vehicle. During compression of the spring devices of the vehicle, the levers seated on the torsion shaft are set into rotary motion via the links connected to them. Does it come with the bow ride to a rolling motion
  • the torsion wave is thus subjected to a torsional moment which, depending on its torsional stiffness, is compensated for at a certain torsion angle by a counter-torque resulting from its elastic deformation and thus a further rolling motion prevented.
  • the anti-roll device ie act between a chassis frame and the car body.
  • the anti-roll device can also be used in the primary stage, ie between the wheel units and a
  • the roll stabilizer is suitable for single-wheel drives as well as single-axis, d. H. only provided with a single set of wheels and bogies.
  • Running or running gear is the part of a rail vehicle with which the vehicle travels on the rails and is guided.
  • a drive with two or more arranged in a frame wheelsets is called.
  • the components of a bogie include, among other things, the primary suspension and possibly a secondary suspension.
  • a primary suspension the suspension between the
  • Secondary suspension is used in bogies with two-stage suspension as the second suspension stage to cushion the
  • the Austelwiderstand is that force that opposes the suspension to a turning out. She is a measure of that
  • the axis of rotation of the chassis, around which the chassis can rotate relative to the car body, is parallel to the previously
  • the Ausfwiderstand can be measured by means of a track turntable, which means
  • Hydraulic cylinders the chassis to the left and right
  • Level mirror-symmetrical arrangement of the train push rods is every train push rod, more precisely, its central
  • the train-pressure bars of the Wankstabilisators usually not at an angle with respect to a transverse plane which is normal to the vehicle longitudinal axis (the y-z plane as defined above)
  • the arrangement according to the invention is independent of whether the torsion is mounted on the chassis or on the car body, whether the train-pressure rods show up or down, and whether the intersection of the imaginary extension of the train-pressure rods is below or above the roll system.
  • the inventive arrangement is not limited to a roll system. It can be several roll systems, so several Roll stabilizers, are available per chassis, with all
  • Roll stabilizers of a chassis on a car body can also be arranged on separate car bodies.
  • the imaginary extensions of the train-push rods of various roll stabilizers may not have a common as defined above intersection with the axis of rotation of the Ausfieri of the chassis.
  • the torsion waves are arranged in parallel and where the imaginary extensions of all train push rods in at least one loading condition of
  • the arrangement of the train push rods according to the invention also serves its purpose if the arrangement differs slightly from the described ideal arrangement, i. when the imaginary extensions of the train push rods of a
  • Roll stabilizer does not hit exactly in one point or this point of intersection is not exactly on the axis of rotation.
  • the arrangement of the train push rods according to the invention can also be applied to secondary vertical damper, even if there reducing the forces in the
  • Fig. 1 two roll stabilizers according to the invention for a
  • FIG. 2 is a side view of a chassis in the transverse direction with two roll stabilizers according to the invention
  • FIG. 3 is a plan view of the chassis of FIG. 2,
  • Fig. 4 is a side view of the chassis of Fig. 2 in
  • Fig. 1 two roll stabilizers according to the invention are shown, which are installed in a rail vehicle. For a better description of the invention, the remaining parts of the rail vehicle are not shown.
  • Each roll stabilizer has a torsion shaft 1, at the ends of which a lever 2 is arranged in each case.
  • the torsion shaft 1 is arranged parallel to the y-axis, while the lever 2 parallel to x Axis lie.
  • the four train push rods 3 are each by means of one
  • Ball joint 4 at one end hingedly connected to the free end of the lever 2. At the other end of the train push rods 3 are each connected via another ball joint 8 with the car body or the chassis, not shown.
  • Tensile push rods 3 include an angle with the z-direction in both the y-direction and in the x-direction, in that - here upper end - it is inclined away from the lever 2. If the z-axis of the rectangular coordinate system is set so that it intersects the vehicle longitudinal axis exactly midway between the two torsional shafts 1, then the inclination of the train push rods 3 according to the invention must be set so that the dashed represent extensions of the four train -Print rods 3 - here in the case of Fig. 1 under the roll stabilizers - cut in a common point on the z-axis.
  • the pull-push rods 3 thus rest on the mantle of a straight circular cone, which thus has a circular base surface and an axis normal thereon.
  • the axis of the circular cone lies on the z-axis, its tip under the push-push rods 3rd It would also be possible that with the same arrangement of
  • Torsionswellen 1 and the lever 2 are inclined at their ends facing away from the lever 2 to the z-axis, so that the tip of the circular cone is above the roll stabilizers.
  • FIGS. 2-4 a chassis 6 with roll stabilizers according to the invention according to FIG. 1 is shown.
  • the chassis 6 includes, inter alia, the bearings for the wheels 9.
  • Torsionswellen 1 are attached to the car body 7, they are
  • the two roll stabilizers are arranged in mirror image with respect to the y-z plane, and each roll stabilizer is additionally mirror-inverted with respect to the x-z plane
  • the roll stabilizers are connected to the chassis 6 on the one hand and to the car body 7 on the other.
  • FIG. 3 shows the plan view of the roll stabilizers from FIG. 1 along the z-axis.
  • the z-axis is the point where the dashed x-axis intersects with the y-axis.
  • the z-axis corresponds to the
  • the chassis of Fig. 2-4 could also be more
  • Roll stabilizers between chassis 6 and car body 7 have.
  • the imaginary extensions of the two train push rods of another roll stabilizer could then intersect at a different point on the axis of rotation than those of the two roll stabilizers shown.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit zumindest einem Fahrwerk und zumindest einem Wankstabilisator, der mit zwei unterschiedlichen Fahrzeugteilen des Schienenfahrzeugs in Verbindung steht, wobei der Wankstabilisator umfasst - eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung an einem Fahrzeugteil angeordnete Torsionswelle (1), - an dieser zu beiden Seiten der Fahrzeuglängsachse drehfest angebrachte Hebel (2) - je eine Zug-Druckstange (3) für jeden Hebel (2), wobei jeder Hebel gelenkig mit einem Ende der Zug-Druckstange verbunden ist und diese mit ihrem anderen Ende (5) mit dem anderen Fahrzeugteil gelenkig verbunden ist. Um die dynamischen Kräfte auf die Zug-Druckstangen bei deren schräger Anordnung zu reduzieren, ist vorgesehen, dass sich die gedachten Verlängerungen der Zug-Druckstangen (3) in einem Punkt schneiden, der näherungsweise auf der Drehachse der Ausdrehbewegung des Fahrwerkes liegt.

Description

Beschreibung
Schienenfahrzeug mit Wankstabilisator Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit zumindest einem Fahrwerk und mit zumindest einem Wankstabilisator, der mit zwei unterschiedlichen Fahrzeugteilen des
Schienenfahrzeugs in Verbindung steht, wobei der
Wankstabilisator umfasst
- eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung an einem Fahrzeugteil angeordnete Torsionswelle,
- an dieser zu beiden Seiten der Fahrzeuglängsachse drehfest angebrachte Hebel,
- je eine Zug-Druckstange für jeden Hebel, wobei jeder Hebel gelenkig mit einem Ende der Zug-Druckstange verbunden ist und diese mit ihrem anderen Ende mit dem anderen Fahrzeugteil gelenkig verbunden ist.
Der eine Fahrzeugteil ist in der Regel das Lauf- oder
Fahrwerk, etwa ein Drehgestell bzw. der Drehgestellrahmen, der andere Fahrzeugteil ist der Wagenkasten. Ein
Schienenfahrzeug verfügt in der Regel über zumindest zwei Lauf- oder Fahrwerke.
Stand der Technik Bei Schienenfahrzeugen - aber auch bei anderen Fahrzeugen - ist der Wagenkasten in der Regel gegenüber den Radeinheiten, beispielsweise Radpaaren oder Radsätzen, über eine oder mehrere Federstufen federnd gelagert. Die bei Bogenfahrt auftretende, quer zur Fahrbewegung und damit quer zur
Fahrzeuglängsachse wirkende Zentrifugalbeschleunigung bedingt wegen des vergleichsweise hoch liegenden Schwerpunkts des Wagenkastens die Tendenz des Wagenkastens, sich gegenüber den Radeinheiten nach bogenaußen zu neigen, mithin also eine Wankbewegung um eine zur Fahrzeuglängsachse parallele
Wankachse auszuführen. Solche Wankbewegungen sind oberhalb bestimmter Grenzwerte zum einen dem Fahrkomfort abträglich. Zum anderen bringen sie die Gefahr einer Verletzung des zulässigen Lichtraumprofils sowie im Hinblick auf die
Entgleisungssicherheit unzulässiger einseitiger
Radentlastungen mit sich.
Um dies zu verhindern, werden in der Regel
Wankstützeinrichtungen in Form sogenannter Wankstabilisatoren eingesetzt. Deren Aufgabe ist es, der Wankbewegung des
Wagenkastens einen Widerstand entgegenzusetzen, um sie zu mindern, während die Hub- und Tauchbewegungen des
Wagenkastens gegenüber den Radeinheiten, also dem Fahrwerk, nicht behindert werden sollen. Solche Wankstabilisatoren sind in verschiedenen hydraulisch oder rein mechanisch wirkenden Ausführungen bekannt. Häufig kommt eine sich quer zur
Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Torsionswelle zum Einsatz, wie sie beispielsweise aus der EP 1 075 407 Bl oder aus der DE 24 21 874 AI bekannt ist.
Auf dieser Torsionswelle sitzen zu beiden Seiten der
Fahrzeuglängsachse drehfest angebrachte Hebel, die sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Diese Hebel sind wiederum mit Lenkern oder dergleichen verbunden, welche kinematisch parallel zu den Federeinrichtungen des Fahrzeugs angeordnet sind. Beim Einfedern der Federeinrichtungen des Fahrzeugs werden die auf der Torsionswelle sitzenden Hebel über die mit ihnen verbundenen Lenker in eine Drehbewegung versetzt. Kommt es bei der Bogenfahrt zu einer Wankbewegung mit
unterschiedlichen Federwegen der Federeinrichtungen auf den beiden Seiten des Fahrzeugs, ergeben sich hieraus
unterschiedliche Drehwinkel der auf der Torsionswelle
sitzenden Hebel. Die Torsionswelle wird demgemäß mit einem Torsionsmoment beaufschlagt, welches sie - je nach ihrer Torsionssteifigkeit - bei einem bestimmten Torsionswinkel durch ein aus ihrer elastischen Verformung resultierendes Gegenmoment ausgleicht und so eine weitere Wankbewegung verhindert. Dabei kann bei mit Drehgestellen ausgestatteten Schienenfahrzeugen die Wankstützeinrichtung sowohl für die Sekundärfederstufe vorgesehen sein, d. h. zwischen einem Fahrwerksrahmen und dem Wagenkasten wirken. Ebenso kann die Wankstützeinrichtung auch in der Primärstufe eingesetzt werden, d. h. zwischen den Radeinheiten und einem
Fahrwerksrahmen oder - bei fehlender Sekundärfederung - einem Wagenkasten wirken.
Der Wankstabilisator ist sowohl für Einzelrad-Laufwerke als auch für einachsige, d. h. nur einen einzelnen Radsatz aufweisende Laufwerke und auch für Drehgestelle vorgesehen. Als Lauf- oder Fahrwerk wird der Teil eines Schienenfahrzeugs bezeichnet, mit dem das Fahrzeug auf den Schienen fährt und geführt wird. Als Drehgestell wird ein Laufwerk mit zwei oder mehr in einem Rahmen angeordneten Radsätzen bezeichnet. Zu den Baugruppen eines Drehgestells gehören unter anderem die Primärfederung und gegebenenfalls eine Sekundärfederung. Als Primärfederung wird die Federung zwischen dem
Drehgestellrahmen und den Radsätzen bezeichnet. Die
Sekundärfederung dient bei Drehgestellen mit zweistufiger Federung als zweite Federungsstufe zum Abfedern des
Fahrzeugkastens gegenüber dem Drehgestellrahmen. Bei den genannten Veröffentlichungen sind die Zug- Druckstangen bzw. Lenker zur möglichst vollständigen
Entkoppelung der Bewegungen senkrecht angeordnet. Manchmal ist eine solche vertikale Anordnung aber aus konstruktiven Gründen nicht möglich oder nicht erwünscht. Definiert man die Fahrzeuglängsachse als x-Achse eines rechtwinkeligen
Koordinatensystems, die Querrichtung des Fahrzeugs als y- Achse und die Vertikalrichtung des Fahrzeugs als z-Achse, so könnten die Zug-Druckstangen so gegenüber der
Vertikalrichtung verkippt werden, dass sie - als Projektion in die y-z-Ebene oder x-z-Ebene betrachtet - in zumindest einer Projektion gekippt erscheinen. Dies führt allerdings neben einer Verkoppelung von Bewegungen bei ungünstiger
Anordnung auch zu höheren dynamischen Kräften in den Zug- Druckstangen bei Bogenfahrten und zu höheren
Ausdrehwiderständen des Fahrwerks.
Der Ausdrehwiderstand ist jene Kraft, die das Fahrwerk einem Ausdrehen entgegensetzt. Sie ist ein Maß für die
Freigängigkeit von Drehgestellen bzw. Fahrwerken. Die
Drehachse des Fahrwerks, um welche sich das Fahrwerk relativ zum Wagenaufbau drehen kann, ist parallel zur zuvor
definierten z-Achse. Der Ausdrehwiderstand kann mittels eines Gleisdrehkranzes gemessen werden, der mittels
Hydraulikzylindern das Fahrwerk nach links und rechts
ausdreht. Bei diesem Ausdrehvorgang wird über eine
Kraftmessdose auf dem Hydraulikzylinder der
Ausdrehwiderstand, abhängig vom Ausdrehwinkel, gemessen.
Darstellung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wankstabilisator zur Verfügung zu stellen, welcher zu einer
Reduktion der dynamischen Kräfte auf die Zug-Druckstangen bei deren schräger Anordnung und der Vermeidung einer Erhöhung des Ausdrehwiderstandes des Fahrwerkes führt. Diese Aufgabe wird durch ein Schienenfahrzeug mit
Wankstabilisator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert. Dabei ist vorgesehen, dass sich die gedachten Verlängerungen der beiden Zug-Druckstangen in zumindest einem Beladezustand des Fahrzeuges - idealerweise - in einem Punkt schneiden, der - genau oder näherungsweise - auf der Drehachse der
Ausdrehbewegung des Fahrwerkes liegt. Üblicherweise liegt diese Drehachse im geometrischen Zentrum des Fahrwerkes.
Normalerweise sind die Zug-Druckstangen gleich weit von diesem Punkt entfernt. Meist ist der eine Fahrzeugteil, mit dem der Wankstabilisator in Verbindung steht, das Fahrwerk, und der andere
Fahrzeugteil der Wagenkasten. Im speziellen, aber üblichen Fall einer bezüglich der x-z-
Ebene spiegelsymmetrischen Anordnung der Zug-Druckstangen ist jede Zug-Druckstange, genauer gesagt, ihre zentrale
Längsachse, somit ein Teilabschnitt einer Mantellinie eines gedachten Kreiskegels, dessen Spitze idealerweise auf der Drehachse der Ausdrehbewegung des Fahrwerkes liegt.
Die Zug-Druckstangen des Wanksstabilisators schließen bei der vorliegenden Erfindung in der Regel nicht nur bezüglich einer Querebene, welche normal zur Fahrzeuglängsachse verläuft (der y-z-Ebene gemäß voriger Definition) einen Winkel mit der
Vertikalen ein, sondern auch in einer senkrechten Ebene längs des Fahrzeugs (der x-z-Ebene gemäß voriger Definition) .
Es hat sich gezeigt, dass bei erfindungsgemäßer Anordnung der Zug-Druckstangen eine Reduktion der maximalen dynamischen Kräfte in den Zug-Druckstangen auf das Niveau von Zug- Druckstangen bei herkömmlicher vertikaler Anordnung möglich ist, wenn die maximalen Kräfte aus Szenarien resultieren, die eine Ausdrehung des Fahrwerkes beinhalten. Die Zug- Druckstangen und deren Gelenke erreichen dadurch eine höhere Lebensdauer und müssen eventuell weniger oft ausgetauscht werden .
Die erfindungsmäßige Anordnung ist unabhängig davon, ob die Torsionswelle am Fahrwerk oder am Wagenkasten gelagert ist, ob die Zug-Druck Stangen nach oben oder nach unten zeigen, und ob der Schnittpunkt der gedachten Verlängerung der Zug- Druck Stangen unterhalb oder oberhalb des Wanksystems liegt. Die erfindungsmäßige Anordnung ist nicht auf ein Wanksystem beschränkt. Es können mehrere Wanksysteme, also mehrere Wankstabilisatoren, pro Fahrwerk vorliegen, wobei alle
Wankstabilisatoren eines Fahrwerkes an einem Wagenkasten, oder aber auch an getrennten Wagenkästen angeordnet sein können. Die gedachten Verlängerungen der Zug-Druckstangen verschiedener Wankstabilisatoren haben dabei möglicher Weise keinen gemeinsamen wie oben definierten Schnittpunkt mit der Drehachse der Ausdrehbewegung des Fahrwerks.
Bei einer möglichen Anwendungsform der Erfindung sind pro Fahrwerk zumindest zwei Wankstabilisatoren vorgesehen (es könnten aber auch mehrere Paare von Wankstabilisatoren vorgesehen sein) , deren Torsionswellen parallel angeordnet sind und wo die gedachten Verlängerungen aller Zug- Druckstangen sich in zumindest einem Beladezustand des
Fahrzeuges in einem Punkt schneiden, der näherungsweise auf der Drehachse der Ausdrehbewegung des Fahrwerkes liegt. Die Zug-Druckstangen sind somit spiegelsymmetrisch bezüglich der eingangs definierten y-z-Ebene und x-z-Ebene angeordnet. Es liegen somit alle vier Zug-Druckstangen auf einem allen Zug- Druckstangen gemeinsamen Kegelmantel, wobei die Höhenachse des Kegels mit der Drehachse der Ausdrehbewegung des
Fahrwerks zusammenfällt.
Die erfindungsgemäße Anordnung der Zug-Druckstangen ist in der Praxis, beim Betrieb des Schienenfahrzeugs, normalerweise nur bei einer bestimmten Belastung des Schienenfahrzeugs gegeben. Denn je nach Beladung kommt es zu einer
unterschiedlichen Einfederung und dadurch zu einer
unterschiedlichen Schrägstellung der Zug-Druckstangen. Da die größten Kräfte in den Zug-Druckstangen üblicherweise bei voller Beladung auftreten, bietet sich dieser Zustand für die erfindungsgemäße geometrische Anordnung der Zug-Druckstangen an. Es könnte aber genauso ein anderer Zustand, etwa der leere Zustand des Wagenkastens gewählt werden, wo die Zug- Druckstangen die erfindungsgemäße Position einnehmen. Die Schrägstellung der Zug-Druckstangen, also deren Neigung gegenüber der Drehachse der Ausdrehbewegung, wird in der Regel zwischen 2° und 10° liegen. Wird also eine Zug- Druckstange in die y-z-Ebene und/oder x-z-Ebene projiziert, so schließt sie mit der z-Richtung einen Winkel zwischen 2° und 10° ein.
Die erfindungsmäßige Anordnung der Zug-Druckstangen erfüllt ihren Zweck auch, wenn die Anordnung von der beschrieben Idealanordnung geringfügig abweicht, d.h. wenn sich die gedachten Verlängerungen der Zug-Druckstangen eines
Wankstabilisators nicht exakt in einem Punkt treffen bzw. dieser Schnittpunkt nicht exakt auf der Drehachse liegt.
Die erfindungsgemäße Anordnung der Zug-Druckstangen lässt sich auch auf Sekundärvertikaldämpfer anwenden, auch wenn dort die Verringerung der Kräfte in den
Sekundärvertikaldämpfern nicht eine so große Bedeutung hat.
Kurzbeschreibung der Figuren
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Figuren Bezug genommen, aus der weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und
Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind. Es zeigen:
Fig. 1 zwei erfindungsgemäße Wankstabilisatoren für ein
Fahrwerk in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 die Seitenansicht eines Fahrwerks in Querrichtung mit zwei erfindungsgemäßen Wankstabilisatoren,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Fahrwerk aus Fig. 2,
Fig. 4 die Seitenansicht des Fahrwerks aus Fig. 2 in
Längsrichtung. Ausführung der Erfindung
In Fig. 1 sind zwei erfindungsgemäße Wankstabilisatoren dargestellt, die in einem Schienenfahrzeug eingebaut sind. Zur besseren Beschreibung der Erfindung sind die übrigen Teile des Schienenfahrzeugs nicht dargestellt.
Jeder Wankstabilisator weist eine Torsionswelle 1 auf, an deren Enden jeweils ein Hebel 2 angeordnet ist. In einem rechtwinkeligen Koordinatensystem mit einer x-Achse parallel zur Fahrzeuglängsachse, mit einer y-Achse in Querrichtung des Fahrzeugs und einer z-Achse in Vertikalrichtung des Fahrzeugs ist die Torsionswelle 1 parallel zur y-Achse angeordnet, währen die Hebel 2 parallel zur x-Achse liegen.
Die vier Zug-Druckstangen 3 sind mittels je eines
Kugelgelenks 4 an einem Ende gelenkig mit dem freien Ende des Hebels 2 verbunden. Am anderen Ende sind die Zug-Druckstangen 3 jeweils über ein weiteres Kugelgelenk 8 mit dem nicht dargestellten Wagenkasten oder dem Fahrwerk verbunden. Die
Zug-Druckstangen 3 schließen sowohl in y-Richtung als auch in x-Richtung einen Winkel mit der z-Richtung ein, indem ihr - hier oberes - Ende vom Hebel 2 weg geneigt ist. Wenn die z- Achse des rechtwinkeligen Koordinatensystems so festgelegt ist, dass sie die Fahrzeuglängsachse genau in der Mitte zwischen den beiden Torsionswellen 1 schneidet, dann muss die Neigung der Zug-Druckstangen 3 erfindungsgemäß so eingestellt sein, dass sich die strichliert dargestellten Verlängerungen der vier Zug-Druckstangen 3 - hier im Fall der Fig. 1 unter den Wankstabilisatoren - in einem gemeinsamen Punkt auf der z-Achse schneiden. Die Zug-Druckstangen 3 liegen aufgrund der bezüglich der y-z-Ebene und x-z-Ebene spiegelsymmetrischen Anordnung somit auf dem Mantel eines geraden Kreiskegels, der also eine kreisförmige Grundfläche und eine darauf normal stehende Achse aufweist. Die Achse des Kreiskegels liegt auf der z-Achse, seine Spitze unter den Zug-Druckstangen 3. Es wäre auch möglich, dass bei gleicher Anordnung der
Torsionswellen 1 und der Hebel 2 die Zug-Druckstangen 3 an ihren vom Hebel 2 abgewandten Enden zur z-Achse hin geneigt sind, sodass sich die Spitze des Kreiskegels oberhalb der Wankstabilisatoren befindet.
In den Fig. 2-4 ist ein Fahrwerk 6 mit erfindungsgemäßen Wankstabilisatoren gemäß Fig. 1 dargestellt. Das Fahrwerk 6 umfasst unter anderem die Lager für die Räder 9. Die
Torsionswellen 1 sind am Wagenkasten 7 befestigt, sie
verlaufen in Fahrzeugquerrichtung (parallel zur y-Achse) . Die beiden Wankstabilisatoren sind bezüglich der y-z-Ebene spiegelbildlich angeordnet, jeder Wankstabilisator ist zusätzlich spiegelbildlich bezüglich der x-z-Ebene
ausgebildet. Die Wankstabilisatoren sind mit dem Fahrwerk 6 einerseits und mit dem Wagenkasten 7 andererseits verbunden.
In Fig. 3 ist die Draufsicht auf die Wankstabilisatoren aus Fig. 1 entlang der z-Achse dargestellt. Die z-Achse ist hier der Punkt, in dem sich die strichliert dargestellte x-Achse mit der y-Achse schneidet. Die z-Achse entspricht der
Drehachse der Ausdrehbewegung des Fahrwerks 6.
Das Fahrwerk der Fig. 2-4 könnte aber auch weitere
Wankstabilisatoren zwischen Fahrwerk 6 und Wagenkasten 7 aufweisen. Die gedachten Verlängerungen der beiden Zug- Druckstangen eines weiteren Wankstabilisators könnten sich dann in einem anderen Punkt der Drehachse schneiden als jene der beiden dargestellten Wankstabilisatoren.
Selbstverständlich können zur Ausführung der Erfindung auch andere Gelenke als Kugelgelenke zur Anwendung kommen. Die Kugelgelenke 8 bzw. andere Gelenke am Ende 5 der Zug- Druckstangen 3 können auch über andere Vorrichtungen, wie Feder- oder Dämpfereinrichtungen am Wagenkasten angreifen. Bezugs zeichenliste :
1 Torsionswelle
2 Hebel
3 Zug-Druckstange
4 Kugelgelenk zwischen Hebel 2 und Zug-Druckstange 3
5 Ende der Zug-Druckstange 3
6 Fahrwerk
7 Wagenkasten
8 Kugelgelenk am Ende 5 der Zug-Druckstange 3
9 Rad
x Fahrzeuglängsachse (x-Achse)
y Querrichtung (y-Achse)
z Vertikalrichtung (z-Achse)

Claims

Patentansprüche
1. Schienenfahrzeug mit zumindest einem Fahrwerk und
zumindest einem Wankstabilisator, der mit zwei
unterschiedlichen Fahrzeugteilen (6, 7) des
Schienenfahrzeugs in Verbindung steht, wobei der
Wankstabilisator umfasst
- eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung an einem
Fahrzeugteil (6) angeordnete Torsionswelle (1),
- an dieser zu beiden Seiten der Fahrzeuglängsachse drehfest angebrachte Hebel (2)
- je eine Zug-Druckstange (3) für jeden Hebel (2), wobei jeder Hebel gelenkig mit einem Ende der Zug-Druckstange verbunden ist und diese mit ihrem anderen Ende (5) mit dem anderen Fahrzeugteil (7) gelenkig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die gedachten
Verlängerungen der beiden Zug-Druckstangen (3) in
zumindest einem Beladezustand des Fahrzeuges in einem Punkt schneiden, der auf der Drehachse der
Ausdrehbewegung des Fahrwerkes (6) liegt.
2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrzeugteil, mit dem der Wankstabilisator in Verbindung steht, das Fahrwerk (6) ist und der andere Fahrzeugteil der Wagenkasten (7).
3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass pro Fahrwerk mehrere
Wankstabilisatoren vorgesehen sind, wobei die gedachten Verlängerungen der Zug-Druckstangen (3) unterschiedlicher Wankstabilisatoren die Drehachse der Ausdrehbewegung des Fahrwerkes (6) in unterschiedlichen Punkten schneiden.
4. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei
Wankstabilisatoren pro Fahrwerk vorgesehen sind, deren Torsionswellen (1) parallel angeordnet sind, und wo die gedachten Verlängerungen aller Zug-Druckstangen (3) sich in zumindest einem Beladezustand des Fahrzeuges in einem Punkt schneiden, der auf der Drehachse der
Ausdrehbewegung des Fahrwerkes (6) liegt.
5. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Beladungszustand bei voller Beladung herangezogen wird.
6. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägstellung der Zug- Druckstangen (3) zwischen 2° und 10° liegt.
PCT/EP2013/063231 2012-07-09 2013-06-25 Schienenfahrzeug mit wankstabilisator WO2014009142A1 (de)

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EP13734003.0A EP2870043B1 (de) 2012-07-09 2013-06-25 Schienenfahrzeug mit wankstabilisator
AU2013289496A AU2013289496B2 (en) 2012-07-09 2013-06-25 Rail vehicle with roll stabiliser
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