WO2019025125A1 - Fahrzeug mit einem in einer schwingrichtung schwingbaren fahrzeugaufbau - Google Patents

Fahrzeug mit einem in einer schwingrichtung schwingbaren fahrzeugaufbau Download PDF

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WO2019025125A1
WO2019025125A1 PCT/EP2018/068501 EP2018068501W WO2019025125A1 WO 2019025125 A1 WO2019025125 A1 WO 2019025125A1 EP 2018068501 W EP2018068501 W EP 2018068501W WO 2019025125 A1 WO2019025125 A1 WO 2019025125A1
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WO
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vehicle
vibration
damper
leaf spring
absorber
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PCT/EP2018/068501
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English (en)
French (fr)
Inventor
Roger Gansekow
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
    • F16F7/116—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted on metal springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2238/00—Type of springs or dampers
    • F16F2238/02—Springs
    • F16F2238/022—Springs leaf-like, e.g. of thin, planar-like metal

Definitions

  • the invention relates to a vehicle with a in one
  • Oscillation direction swingable vehicle body which vehicle to reduce the vibration of the vehicle body a
  • the vibration damper has an absorber mass and a spring-damper system, wherein the
  • Tilgermasse via the spring-damper system is connected to the vehicle body.
  • shock absorbers which the wheels of the vehicle and the vehicle body, for example, Zvi ⁇ rule maral ⁇ tet.
  • vibration absorbers may be used which are not connected between two parts of the vehicle but are usually fastened only to the oscillating element, here the vehicle body.
  • the vibration damper on an absorber mass which can swing over a spring-damper system relative to the vehicle body.
  • the vibration ⁇ tion of the absorber mass interact with a vibration of the vehicle body, in particular couple.
  • the natural frequency of the damper mass substantially coincides with the natural frequency of the vehicle body match, the vibration of the vehicle on ⁇ superstructure is significantly reduced at the natural frequency.
  • the spring-damper system typically includes a Schrau ⁇ benfeder.
  • the coil spring is usually arranged between the absorber mass and the vehicle body.
  • Oscillation of the absorber mass is usually the SSenfe ⁇ ups compressed and stretched.
  • the coil spring can also be deflected laterally.
  • the previously used spring-damper system acts in several directions. A vote of the known
  • Vibration damper on a vibration in a defined direction of vibration is therefore inaccurate and therefore unsatisfactory.
  • An object of the invention is to provide a vehicle with an improved vibration absorber which
  • Vibrations in a defined direction of vibration reliably attenuates.
  • the object is achieved by a vehicle of the above-genann ⁇ th type in which the present invention to-spring-damper system least comprises a leaf spring which on the one hand with the
  • Vehicle structure and on the other hand with the absorber mass is firmly ver ⁇ connected, such that the effective direction of the at least one leaf spring is aligned substantially parallel to the vibration direction of the vibration to be reduced.
  • vibrations of the vehicle body wel ⁇ che take place in the direction of vibration, can be reduced or damped.
  • a maximum amplitude of the vibration of the vehicle body can be reduced.
  • the vibration damper can swing in the direction of action of the leaf spring.
  • Vibration damper in this way to vibrations of the driving tool structure, which take place in the direction of vibration, bes be matched ser.
  • at least one leaf spring may be elongated.
  • the leaf spring may have two ends in its longitudinal direction.
  • the first end of the leaf spring is firmly connected to the vehicle body and the second end of the leaf spring firmly connected to the absorber mass.
  • the at least one leaf spring is plate-shaped, in particular platelet-shaped.
  • a leaf spring can be considered if it comprises two flat sides, which are facing away from each other.
  • the flat sides preferably have a distance from each other which is smaller than a dimension of the flat sides, in particular smaller than a length and smaller than a width of the flat sides.
  • the leaf spring is flat or Wesentli ⁇ chen level.
  • the leaf spring can preferably be elastically deformed in its direction of action, in particular elastically curved. That means the leaf spring in your
  • Effective direction preferably elastically deformable, in particular elastically bendable, is.
  • the leaf spring can be tensioned in their effective direction. It is expedient if at least one of the flat sides of the leaf spring points in the effective direction of the leaf spring.
  • direction of action of the leaf spring that direction can be considered, in which direction the leaf spring expediently has a lowest stiffness. That is, it makes sense, the stiffness of the leaf spring is perpendicular to their effective direction higher than in their effective direction.
  • the leaf spring may have on the material steel ⁇ .
  • the leaf spring may be made of steel.
  • the leaf spring may have other materials.
  • the leaf spring may be single-layered or multi-layered.
  • the absorber mass is connected to an area of the vehicle body via the spring-damper system. It is advantageous if the at least one leaf spring is to that surface of the vehicle on ⁇ construction vertically. This means that the absorber mass can be connected to the vehicle body via at least one leaf spring which is perpendicular to this surface of the vehicle body. In particular, the flat side of the leaf spring can be perpendicular to that surface with which the
  • Tilgermasse is preferably connected via the spring-damper system. It is advantageous if the surface with which the absorber mass is preferably connected via the spring-damper system points to the absorber mass.
  • the effective direction of the at least ei ⁇ nen leaf spring is substantially parallel to that surface of the vehicle body, with which the absorber mass is preferably connected via the spring-damper system.
  • the absorber mass can be oscillatable in a pendulum motion in the effective direction of the at least one leaf spring, in particular with respect to the vehicle body. This means that the absorber mass can preferably oscillate in the effective direction of the at least one leaf spring, in particular with respect to the vehicle body.
  • the absorber mass is plate-shaped.
  • the upper side and the lower side of the damping mass ⁇ are opposite to each other.
  • the top and bottom are not covered by an Determination of the absorber mass determined in the room, in particular not changed in a change of orientation in the room.
  • the upper side of the absorber mass is directly opposite a surface of the vehicle body.
  • This area may be the aforementioned area of the vehicle body to which the absorber mass is preferably connected via the spring-damper system.
  • a plate-shaped absorber mass an absorber mass with egg ⁇ ner top and a bottom can be considered, which are expediently applied to each other.
  • the distance Zvi ⁇ rule of the top and bottom is suitably less than a dimension of the top surface, in particular less than a length of the top and smaller than a width of the top.
  • the plate-shaped absorber mass is flat or substantially planar.
  • Tilgermasse may have corners and / or edges of any shape.
  • the corners and / or edges of the plate-shaped absorber mass may be rounded.
  • the at least one leaf spring is firmly connected to the plate-shaped absorber mass. It is advantageous if the spring-damper system comprises a plurality of leaf springs, which are expediently firmly connected to the plate-shaped absorber mass.
  • the effective direction of the at least one leaf spring also referred to as the effective direction of the leaf spring or only as the effective direction, runs essentially parallel to the upper side of the absorber mass.
  • the at least one leaf spring is perpendicular to the top of the absorber mass. That means that the at least one leaf spring is perpendicular to the top of the absorber mass. That means that the
  • Tilgermasse vertical leaf spring with the vehicle ⁇ construction is connected. In this way, the effective direction run substantially parallel to the top of the absorber mass.
  • the at least one leaf spring may extend vertically between the top of the absorber mass and the wholie ⁇ constricting surface of the vehicle body.
  • the vibration absorber can, in particular for the purpose of reducing the vibration of the vehicle body, be designed to execute a shearing motion in relation to the vehicle body, in particular in the effective direction of the at least one leaf spring.
  • the top of the absorber mass in ⁇ sentlichen We can move parallel to the directly opposite surface of the vehicle body.
  • the upper side of the absorber mass can move in the effective direction of the at least one leaf spring with respect to the directly opposite surface of the vehicle body.
  • the spring-damping system has a damping unit connected in parallel to the effective direction of the at least one leaf spring.
  • the damping unit may include ei ⁇ nen viscoelastic dampers.
  • the damping unit may comprise a hydraulic damper.
  • the damping unit may comprise an eddy current damper.
  • the damping unit is adapted to damp a vibration of the absorber mass in the effective direction of the at least one leaf spring.
  • the vibration damper may have a natural frequency in the effective direction of the at least one leaf spring, for example in the range from 2 Hz to 25 Hz. It is preferred if the vibration damper has a natural frequency in the effective direction of the at least one leaf spring in the range from 8 Hz to 20 Hz.
  • the vibration damper is designed to reduce vibrations of the vehicle body, which take place in particular in the direction of vibration, in the range of natural frequency.
  • the vibration absorber can reduce an oscillation with a frequency between 2 Hz and 25 Hz, in particular between 8 Hz and 20 Hz.
  • the natural frequency of the vibration absorber in particular in the effective direction, can correspond exactly to the natural frequency of the vehicle body, in particular in the direction of vibration. Furthermore, the natural frequency of the vibration absorber, in particular in the effective direction, can substantially correspond to the natural frequency of the vehicle body, in particular in the direction of vibration.
  • the natural frequency of the vibration absorber in the effective direction may be subcritical to the natural frequency of the vehicle body in the vibration direction. That the natural frequency of the vibration absorber may be lower by a predetermined value than the natural frequency of the vehicle body. In other words, the natural frequency of the
  • Vibration absorber be deeply tuned to the natural frequency of the vehicle body.
  • the vibration damper can be a passive vibration damper. That is, the vibration absorber can work passively. In this way, no sensors and / or actuators are needed.
  • the vibration absorber is actively controlled, in particular using Sen ⁇ sensors and / or actuators.
  • the vehicle comprises a longitudinal axis. It is preferable if the vibration direction of the vibration to be reduced is a transverse direction with respect to the longitudinal axis of the vehicle.
  • the transverse direction can run horizontally and at right angles to the longitudinal axis. This means that the effective direction of the at least one Blattfe ⁇ the preferably in the transverse direction with respect to the longitudinal axis of the vehicle.
  • the vibration absorber may be configured to reduce transversal vibrations with respect to the longitudinal axis of the vehicle.
  • the oscillation direction of the oscillation to be reduced may be a vertical direction with respect to the longitudinal axis of the vehicle.
  • the vertical direction may be vertical and perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle.
  • the effective direction of the at least one Blattfe ⁇ can show in the vertical direction with respect to the longitudinal axis of the vehicle.
  • the vibration absorber may be configured to reduce vibrations in the vertical direction with respect to the longitudinal axis of the vehicle.
  • Vibration of the vehicle body verbun ⁇ with the vehicle body is the.
  • the vehicle may be designed as a rail vehicle.
  • the vibration absorber may be connected, for example, with a car body of the rail vehicle.
  • the vibration absorber essentially in the range of
  • Vibration belly of the executed vibration of the car body must be connected to the car body.
  • the vibration damper may be connected to a bogie of the rail vehicle. That is, if the vehicle is a rail vehicle, the vehicle body preferably includes the car body
  • the vehicle can also be as another vehicle out ⁇ leads, for example, as a coach or as a load ⁇ station wagons.
  • the description of advantageous embodiments of the invention given hitherto contains numerous features which are reproduced in some detail in the individual subclaims. However, these features may conveniently be considered individually and combined into meaningful further combinations. In particular, these features can be combined individually and in any suitable combination with the method according to the invention and the vehicle according to the invention. Thus, process characteristics can also be formulated objectively as a property of the corresponding vehicle and vice versa.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a carriage of a
  • FIG. 4 shows a cross-section through the vibration absorber from FIG. 3 and
  • FIG. 5 shows a three-dimensional representation of an alternative
  • the rail vehicle 1 shows a schematic side view of a rail ⁇ vehicle 1 with at least one carriage 2.
  • the rail vehicle 1 may include more cars. For better visibility of the essential elements facing the viewer side wall of the carriage 2 is shown transparent.
  • FIG 2 shows a schematic front view of the rail vehicle 1 with the carriage 2 of FIG 1. For better visibility of the essential elements facing the viewer rear wall of the carriage 2 is shown transparent.
  • the car 2 in Figures 1 and 2 comprises a plurality of wheels 4.
  • the car 2 comprises a vehicle body 6.
  • Theppeauf ⁇ construction 6 is mounted on several shock absorbers 8 relative to the wheels swinging.
  • the vehicle body 6 includes a Wa ⁇ genkasten 10.
  • the vehicle body includes 6 Wheelge ⁇ point 12, each having a further shock absorber 14 have.
  • the car body 10 is supported on the shock absorber ⁇ 8 and 14 sprung against the wheels 4 and thus supported swingable.
  • the carriage 2 comprises two vibration absorbers 16, 18.
  • the vibration absorbers 16, 18 are shown schematically with their essential elements in FIGS. 1 and 2.
  • An exemplary embodiment of the vibration damper 16, 18 is shown in Figures 3 and 4.
  • the exemplary embodiment of the vibration absorbers 16, 18 is shown in three dimensions and in FIG. 4 as a cross section.
  • Each of the vibration absorbers 16, 18 comprises an absorber mass 20 and a spring-damper system 22.
  • the respective absorber mass 20 is connected in each case via the spring-damper system 22 to the vehicle body 6, in particular to the body 10.
  • the respective spring-damper system 22 has in each case at least one leaf spring 24, which on the one hand with the vehicle ⁇ construction 6, in particular with the car body 10, and on the other ⁇ firmly connected to the respective absorber mass 20.
  • the at least one leaf spring 24 is firmly connected to the Wagenkas ⁇ th 10 and the respective absorber mass 20, that the direction of action 28 of the at least one leaf spring 24 is aligned substantially parallel to the vibration direction of the vibration to be reduced.
  • the respective at least one leaf spring 24 is wesentli ⁇ chen plate-shaped and has two flat sides 26, which are remote from each other. At least one of the flat sides 26 of the leaf spring 24 points in the effective direction 28 of the leaf spring 24.
  • the effective direction 28 of the at least one leaf spring 24 is shown in the figures as an arrow with the number 28.
  • each of the vibration absorbers 16, 18 comprises two leaf springs 24.
  • Vibration absorber 16, 18 are parallel to each other rich ⁇ tet so that their directions of action 28 extend parallel to each other.
  • Both leaf springs 24 of the respective vibration absorber 16, 18 are on the one hand firmly connected to the vehicle body 6, in particular to the car body 10, and on the other hand with the absorber mass 20 of the respective vibration absorber 16, 18. Ins ⁇ particular, the leaf springs 24 of the respective
  • Vibration absorber 16, 18 connected to the car body 10 via Befes ⁇ tion elements 58, in particular glued, ver ⁇ screwed, riveted, welded or the like.
  • the two leaf springs 24 of the respective vibration absorber 16, 18 with the absorber mass 20 fixed verbun ⁇ by the first leaf spring 24 with a first side of the absorber mass 20, which perpendicular to the top 46 of the
  • Tilgermasse 20 stands, is firmly connected and the second
  • Leaf spring 24 with a second side, which is the first side of the absorber mass 20 opposite, is firmly connected, for example glued, screwed, riveted, welded or the like. In principle, however, the leaf springs 24 may also be connected to the absorber mass 20 at another position.
  • the rail vehicle 1, and thus also the carriage 2 has egg ⁇ ne longitudinal axis 30. During operation of the rail vehicle, the carriage 2 moves substantially in the direction of its
  • the vehicle body 6, in particular the car body 10 oscillates, with respect to egg ⁇ ne transverse direction 32 of longitudinal axis 30 and / or with respect to a vertical direction 34 of longitudinal axis 30, constricting the folic only as a transverse direction 32 or Vertical direction 34 denotes.
  • the first vibration absorber 16 is used to reduce the vibration of the car body 10 in the transverse direction 32. That is, the swinging direction of the vibration to be reduced by the first vibration absorber 16 is the transverse direction 32.
  • the first vibration absorber 16 is attached to a bottom plate 36 of the car body 10 attached.
  • the first vibration damper 16 is attached to the bottom plate 36 of the car body 10 hanging.
  • the first vibration damper 16 could also be attached to the floor panel 36 of the vehicle body 10 in a standing position.
  • the leaf springs 24 of the first vibration damper 16 are the ⁇ art with the car body 10 and the absorber mass 20 verbun ⁇ that the effective direction 28 of the leaf springs 24 substantially parallel to the oscillation direction of the vibration to be reduced, here to the transverse direction 32, is aligned.
  • the first vibration absorber 16 may be playing attached to the ceiling 38 of the car body 10 (upright or upside down) even in ⁇ .
  • the absorber mass 20 of the first vibration absorber 16 is connected via the spring-damper system 22 of the first vibration absorber 16 with the underside 40 of the car body 10.
  • the leaf springs 24 of the first vibration absorber 16 are perpendicular to the underside 40 of the car body 10. In this way, the respective direction of action 28 of the respective leaf spring 24 of the first vibration absorber 16 extends in Wesentli ⁇ chen parallel to the bottom 40th
  • the second vibration absorber 18 is used to reduce the
  • Vibration of the car body 10 used in the vertical direction 34 That is to say, the direction of oscillation of the oscillation to be reduced by the second vibration damper 18 is the tikalcardi 34.
  • the second vibration absorber 18 is connected to an upright ste ⁇ Henden wall 42 of the car body 10th
  • the upstanding wall 42 of the car body 10 is an intermediate wall of the car body 10.
  • the upstanding wall 42 comprises a mounting surface 44, with which the Tilger ⁇ mass 20 of the second vibration absorber 18 via the spring-damper system 22 of the second vibration absorber 18 is connected.
  • the mounting surface 44 of the upstanding wall 42 in the transverse direction 32 with respect to the longitudinal axis 30 of the carriage second
  • the leaf springs 24 of the second vibration absorber 18 are perpendicular to the mounting surface 44 of the upstanding wall 42. In this way, the direction of action 28 of the leaf springs 24 of the second vibration absorber 18 is substantially parallel to the mounting surface 44. Next is in this way the
  • Tilgermasse 20 of the second vibration absorber 18 in a pendulum motion in the direction of action 28 swingable.
  • Vibration absorber 18 is substantially parallel to the vertical direction 34.
  • the absorber masses 20 of the first vibration absorber 16 and the second vibration absorber 18 are each plate-shaped and each have a top 46 and a bottom 48.
  • the top 46 and the bottom 48 are rank ⁇ facing sides of the plate-shaped absorber mass 20.
  • the upper side 46 of the respective absorber mass 20 is directly opposite to that surface of the car body 10, with which the respective absorber mass 20 via the respective spring-damper system 22 is connected. That is, the top 46 of the absorber mass 20 of the first
  • Vibration damper 16 is directly opposite the underside 40 of the car body 10. Further, the top 46 of the absorber mass 20 of the second vibration absorber 18 is immediately the acreage 44 opposite.
  • FIG 3 and FIG 4 is an exemplary embodiment of the vibration damper 16, 18 represents.
  • the upper side 46 of the absorber mass 20 of the respective vibration absorber 16, 18 un ⁇ indirectly opposite surface, namely the bottom 44 of the car body 10 and the mounting surface 44 of the car body 10 is indicated in FIGS. 3 and 4 as a surface element.
  • Each of the leaf springs 24 is perpendicular to the respective upper side 46 of the respective absorber mass 20.
  • the vibration absorbers 16, 18 are each arranged to reduce the vibration of the car body 10, in particular in the direction of action 28 of the respective leaf springs 24 perform a shearing movement relative to the car body 10.
  • the respective upper side 46 of the respective absorber mass 20 moves substantially parallel to the directly opposite surface of the body 10, here parallel to the underside 40 (in the case of the first vibration absorber 16) .
  • the cultivation ⁇ surface 44 in the case of the second vibration absorber 18.
  • the respective upper surface 46 of the respective absorber mass 20 moves in the direction of action 28 of the respective
  • the spring damper system 22 of the respective vibration absorber 16, 18 each has a to the direction of action 28 of the respec ⁇ leaf springs 24 connected in parallel damping unit 50.
  • the respective damping unit 50 is designed in this example as a viscoelastic damper.
  • the damping unit 50 could also be a hydraulic damper or an eddy current damper.
  • the damping unit 50 also comprise a plurality of dampers (of a type or types Various ⁇ ner).
  • the damping unit 50 is in each case egg ⁇ neterrorism with the top 46 of the respective absorber mass 20th and on the other hand with the opposite surface of the car ⁇ box 10, here with the bottom 40 (in the case of the first vibration absorber 16) and with the mounting surface 44 (in the case of the second vibration absorber 18) connected.
  • the viscoelastic damper 50 wells includes in this example, each ⁇ a container 52 with a viscous fluid 54, particularly a highly viscous liquid 54, and a punch 56.
  • the punch 56 is at least parallel to the direction of action 28 of the leaf springs 24 is movable relative to the container 52nd
  • Both the first vibration damper 16 and the second vibration damper 18 operate passively, so that neither sensors nor actuators are necessary.
  • the first vibration absorber 16 has a natural frequency in the effective direction 28 of its leaf springs 24 (and thus in the transverse direction 32) in the range from 8 Hz to 20 Hz.
  • the natural frequency of the first vibration absorber 16 in the transverse direction 32 is 10 Hz.
  • the first vibration absorber 16 is thus adapted to reduce vibrations of the car body 10 which take place in the transverse direction 32 and approximately at the natural frequency of the first vibration absorber 16 dampen.
  • the first vibration absorber 16 is thus adapted to reduce vibrations of the car body 10 which take place in the transverse direction 32 and approximately at the natural frequency of the first vibration absorber 16 dampen.
  • the first vibration absorber 16 has a natural frequency in the effective direction 28 of its leaf springs 24 (and thus in the transverse direction 32) in the range from 8 Hz to 20 Hz.
  • the natural frequency of the first vibration absorber 16 in the transverse direction 32 is 10 Hz.
  • the first vibration absorber 16 is thus adapted to reduce vibrations of the car body 10 which take place in the
  • Vibration damper 16 reduce or damp vibrations of the car body 10 in the transverse direction 32 in the range of 10 Hz to 12 Hz.
  • the second vibration absorber 18 has a natural frequency in the effective direction 28 of its leaf springs 24 (and thus in the vertical direction 34) in the range from 8 Hz to 20 Hz.
  • the second vibration absorber 18 is thus adapted to
  • the second vibration absorber 18 can reduce or dampen vibrations of the car body 10 in the vibration direction (here in the vertical direction 34) in the range from 15 Hz to 17 Hz.
  • FIG. 5 shows an alternative vibration absorber 60 which has one or both of those shown in FIGS. 1 and 2
  • Vibration damper 16, 18 can replace.
  • the following description is essentially limited to the differences from the exemplary embodiment from FIGS. 1 to 4, to which reference is made with regard to features and functions that remain the same.
  • Substantially constant elements are fundamentally ⁇ additionally denoted by the same reference numerals and are not mentioned features are included in the following embodiment, without being described again.
  • the damper mass 20 comprises a plurality of masses ⁇ elements 62.
  • the mass elements 62 are plate-shaped forms being ⁇ and screwed to the substantially plate-shaped absorber mass 20th
  • ⁇ elements 62 are plate-shaped forms being ⁇ and screwed to the substantially plate-shaped absorber mass 20th
  • several compounds ⁇ elements 62 one above the other or partially next to one another arranged.
  • FIG 5 is indicated in FIG 5 as a surface element with the reference numeral 40/44.
  • the spring-damper system 22 of the vibration absorber 60 eight leaf springs 24.
  • the leaf springs 24 are aligned parallel to each other, so that their Wirkrich ⁇ lines 28 parallel to each other.
  • the leaf springs 24 are connected to the car body 10 via a fastening element 58, here a mounting frame.
  • the spring-damper system 22 includes two damping units 50, which are each out as ⁇ viscoelastic damper.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1) mit einem in einer Schwingrichtung (32, 34) schwingbaren Fahrzeugaufbau (6), welches Fahrzeug zur Reduktion der Schwingung des Fahrzeugaufbaus (6) einen Schwingungstilger (16, 18, 60) aufweist, wobei der Schwingungstilger (16, 18, 60) eine Tilgermasse (20) und ein Feder-Dämpfer-System (22) aufweist, wobei die Tilgermasse (20) über das Feder-Dämpfer-System (22) mit dem Fahrzeugaufbau (6) verbunden ist. Um Schwingungen des Fahrzeugaufbaus (6) besser reduzieren zu können, wird vorgeschlagen, dass das Feder-Dämpfer-System (22) zumindest eine Blattfeder (24) aufweist, welche einerseits mit dem Fahrzeugaufbau (6) und andererseits mit der Tilgermasse (20) fest verbunden ist, derart, dass die Wirkrichtung (28) der zumindest einen Blattfeder (24) im Wesentlichen parallel zu der Schwingrichtung (32, 34) der zu reduzierenden Schwingung ausgerichtet ist.

Description

Beschreibung
Fahrzeug mit einem in einer Schwingrichtung schwingbaren Fahrzeugaufbau
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem in einer
Schwingrichtung schwingbaren Fahrzeugaufbau, welches Fahrzeug zur Reduktion der Schwingung des Fahrzeugaufbaus einen
Schwingungstilger aufweist. Der Schwingungstilger weist eine Tilgermasse und ein Feder-Dämpfer-System auf, wobei die
Tilgermasse über das Feder-Dämpfer-System mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist.
Zur Reduktion von Schwingung eines Fahrzeugaufbaus ist es be- kannt, Stoßdämpfer einzusetzen, welche beispielsweise zwi¬ schen die Räder des Fahrzeugs und den Fahrzeugaufbau geschal¬ tet werden.
Zusätzlich oder alternativ können Schwingungstilger zum Ein- satz kommen, welche nicht zwischen zwei Teilen des Fahrzeugs geschaltet werden, sondern üblicherweise nur an dem schwingenden Element, hier dem Fahrzeugaufbau, befestigt werden.
Bekanntermaßen weist der Schwingungstilger eine Tilgermasse auf, welche über ein Feder-Dämpfer-System gegenüber dem Fahrzeugaufbau schwingen kann. Auf diese Weise kann die Schwin¬ gung der Tilgermasse mit einer Schwingung des Fahrzeugaufbaus wechselwirken, insbesondere koppeln. Stimmt die Eigenfrequenz der Tilgermasse im Wesentlichen mit der Eigenfrequenz des Fahrzeugaufbaus überein, wird die Schwingung des Fahrzeugauf¬ baus bei der Eigenfrequenz deutlich reduziert.
Das Feder-Dämpfer-System umfasst üblicherweise eine Schrau¬ benfeder. Die Schraubenfeder ist üblicherweise zwischen der Tilgermasse und dem Fahrzeugaufbau angeordnet. Bei einer
Schwingung der Tilgermasse wird in der Regel die Schraubenfe¬ der gestaucht und gestreckt. Die Schraubenfeder kann jedoch auch seitlich ausgelenkt werden. Somit wirkt das bisher eingesetzte Feder-Dämpfer-System in mehrere Richtungen. Eine Abstimmung des bekannten
Schwingungstilgers auf eine Schwingung in einer definierten Schwingrichtung ist daher ungenau und somit nicht zufriedenstellend .
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einem verbesserten Schwingungstilger bereitzustellen, welcher
Schwingungen in einer definierten Schwingrichtung zuverläss dämpft .
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug der zuvor genann¬ ten Art, bei dem erfindungsgemäß das Feder-Dämpfer-System zu- mindest eine Blattfeder aufweist, welche einerseits mit dem
Fahrzeugaufbau und andererseits mit der Tilgermasse fest ver¬ bunden ist, derart, dass die Wirkrichtung der zumindest einen Blattfeder im Wesentlichen parallel zu der Schwingrichtung der zu reduzierenden Schwingung ausgerichtet ist.
Auf diese Weise können Schwingungen des Fahrzeugaufbaus , wel¬ che in der Schwingrichtung stattfinden, reduziert bzw. gedämpft werden. Insbesondere kann eine maximale Amplitude der Schwingung des Fahrzeugaufbaus reduziert werden.
Aufgrund der Verwendung zumindest einer Blattfeder und insbesondere aufgrund ihrer Ausrichtung können Schwingungen des Schwingungstilgers gegenüber dem Fahrzeugaufbau senkrecht zur Schwingrichtung - und damit senkrecht zur Wirkrichtung der Blattfedern - im Wesentlichen unterdrückt werden.
Auf diese Weise kann der Schwingungstilger in der Wirkrichtung der Blattfeder schwingen. Weiter kann der
Schwingungstilger auf diese Weise auf Schwingungen des Fahr zeugaufbaus, welche in der Schwingrichtung stattfinden, bes ser abgestimmt werden. Beispielsweise kann zumindest eine Blattfeder länglich sein. Die Blattfeder kann in ihrer Längsrichtung zwei Enden aufweisen. Vorzugsweise ist das erste Ende der Blattfeder mit dem Fahrzeugaufbau fest verbunden und das zweite Ende der Blatt- feder mit der Tilgermasse fest verbunden.
Vorzugsweise ist die zumindest eine Blattfeder plattenförmig, insbesondere plättchenförmig . Als plattenförmig bzw.
plättchenförmig kann eine Blattfeder aufgefasst werden, wenn sie zwei flächige Seiten umfasst, die einander abgewandt sind. Die flächigen Seiten haben vorzugsweise einen Abstand zueinander, welcher kleiner ist als ein Abmaß der flächigen Seiten, insbesondere kleiner als eine Länge und kleiner als eine Breite der flächigen Seiten.
Zweckmäßigerweise ist die Blattfeder eben oder im Wesentli¬ chen eben. Bei einer Bewegung der Tilgermasse gegenüber dem Fahrzeugaufbau kann die Blattfeder in ihrer Wirkrichtung vorzugsweise elastisch verformt werden, insbesondere elastisch gekrümmt werden. Das heißt, dass die Blattfeder in Ihrer
Wirkrichtung vorzugsweise elastisch verformbar, insbesondere elastisch krümmbar, ist. Auf diese Weise kann die Blattfeder in ihrer Wirkrichtung spannbar sein. Es ist zweckmäßig, wenn zumindest eine der flächigen Seiten der Blattfeder in die Wirkrichtung der Blattfeder zeigt. Als Wirkrichtung der Blattfeder kann diejenige Richtung aufgefasst werden, in welcher Richtung die Blattfeder zweckmäßigerweise eine geringste Steifigkeit aufweist. Das heißt, sinnvollerweise ist die Steifigkeit der Blattfeder senkrecht zu ihrer Wirkrichtung höher als in ihrer Wirkrichtung.
Auf diese Weise können Schwingungen des Schwingungstilgers gegenüber dem Fahrzeugaufbau senkrecht zur Wirkrichtung der Blattfeder - und damit insbesondere senkrecht zur Schwing¬ richtung - im Wesentlichen unterdrückt werden. Beispielsweise kann die Blattfeder den Werkstoff Stahl auf¬ weisen. Insbesondere kann die Blattfeder aus Stahl sein. Weiter kann die Blattfeder andere Werkstoffe aufweisen. Insbesondere kann die Blattfeder einschichtig oder mehrschichtig sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Tilgermasse über das Feder-Dämpfer-System mit einer Fläche des Fahrzeugaufbaus verbunden. Es ist vorteilhaft, wenn die zumindest eine Blattfeder zu dieser Fläche des Fahrzeugauf¬ baus senkrecht steht. Das heißt, dass die Tilgermasse über zumindest eine zu dieser Fläche des Fahrzeugaufbaus senkrecht stehende Blattfeder mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sein kann. Insbesondere kann die flächige Seite der Blattfeder senkrecht zu derjenigen Fläche stehen, mit welcher die
Tilgermasse vorzugsweise über das Feder-Dämpfer-System verbunden ist. Es ist vorteilhaft, wenn diejenige Fläche, mit welcher die Tilgermasse vorzugsweise über das Feder-Dämpfer- System verbunden ist, zu der Tilgermasse zeigt.
Zweckmäßigerweise verläuft die Wirkrichtung der zumindest ei¬ nen Blattfeder im Wesentlichen parallel zu derjenigen Fläche des Fahrzeugaufbaus , mit welcher die Tilgermasse vorzugsweise über das Feder-Dämpfer-System verbunden ist.
Die Tilgermasse kann in einer Pendelbewegung in der Wirkrichtung der zumindest einen Blattfeder, insbesondere gegenüber dem Fahrzeugaufbau, schwingbar sein. Das heißt, dass die Tilgermasse vorzugsweise in der Wirkrichtung der zumindest einen Blattfeder, insbesondere gegenüber dem Fahrzeugaufbau, pendeln kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Tilgermasse plattenförmig . Vorzugsweise weist die - insbeson- dere plattenförmige - Tilgermasse eine Oberseite und eine Un¬ terseite auf. Vorzugsweise sind die Oberseite und die Unter¬ seite der Tilgermasse einander abgewandt. Zweckmäßigerweise werden die Oberseite und die Unterseite nicht durch eine Ori- entierung der Tilgermasse im Raum bestimmt, insbesondere nicht bei einer Änderung der Orientierung im Raum geändert.
Es ist vorteilhaft, wenn die Oberseite der Tilgermasse unmit- telbar einer Fläche des Fahrzeugaufbaus gegenüberliegt. Diese Fläche kann die zuvor genannte Fläche des Fahrzeugaufbaus sein, mit welche die Tilgermasse vorzugsweise über das Feder- Dämpfer-System verbunden ist. Als plattenförmige Tilgermasse kann eine Tilgermasse mit ei¬ ner Oberseite und einer Unterseite aufgefasst werden, die zweckmäßigerweise einander angewandt sind. Der Abstand zwi¬ schen der Oberseite und der Unterseite ist zweckmäßigerweise geringer als ein Abmaß der Oberseite, insbesondere geringer als eine Länge der Oberseite und geringer als eine Breite der Oberseite. Vorzugsweise ist die plattenförmige Tilgermasse eben oder im Wesentlichen eben. Die plattenförmige
Tilgermasse kann Ecken und/oder Kanten mit einer beliebigen Form aufweisen. Beispielsweise können die Ecken und/oder die Kanten der plattenförmigen Tilgermasse abgerundet sein.
Zweckmäßigerweise ist die zumindest eine Blattfeder fest mit der plattenförmigen Tilgermasse verbunden. Es ist vorteilhaft, wenn das Feder-Dämpfer-System mehrere Blattfedern auf- weist, welche zweckmäßigerweise fest mit der plattenförmigen Tilgermasse verbunden sind.
Es ist vorteilhaft, wenn die Wirkrichtung der zumindest einen Blattfeder, auch als Wirkrichtung der Blattfeder oder nur als Wirkrichtung bezeichnet, im Wesentlichen parallel zu der Oberseite der Tilgermasse verläuft.
Vorzugsweise steht die zumindest eine Blattfeder senkrecht zu der Oberseite der Tilgermasse. Das heißt, dass die
Tilgermasse über zumindest eine zu der Oberfläche der
Tilgermasse senkrecht stehende Blattfeder mit dem Fahrzeug¬ aufbau verbunden ist. Auf diese Weise kann die Wirkrichtung im Wesentlichen parallel zu der Oberseite der Tilgermasse verlaufen .
Beispielsweise kann die zumindest eine Blattfeder senkrecht zwischen der Oberseite der Tilgermasse und der gegenüberlie¬ genden Fläche des Fahrzeugaufbaus verlaufen.
Der Schwingungstilger kann, insbesondere zur Reduktion der Schwingung des Fahrzeugaufbaus , dazu eingerichtet sein, ins- besondere in der Wirkrichtung der zumindest einen Blattfeder eine Scherbewegung gegenüber dem Fahrzeugaufbau auszuführen. Bei der Schwerbewegung des Schwingungstilgers gegenüber dem Fahrzeugaufbau kann sich die Oberseite der Tilgermasse im We¬ sentlichen parallel zu der unmittelbar gegenüberliegenden Fläche des Fahrzeugaufbaus bewegen. Insbesondere kann sich die Oberseite der Tilgermasse in der Wirkrichtung der zumindest einen Blattfeder gegenüber der unmittelbar gegenüberliegenden Fläche des Fahrzeugaufbaus bewegen. Es ist zweckmäßig, wenn das Feder-Dämpfungssystem eine zu der Wirkrichtung der zumindest einen Blattfeder parallel geschaltete Dämpfungseinheit aufweist. Die Dämpfungseinheit kann ei¬ nen viskoelastischen Dämpfer umfassen. Weiter kann die Dämpfungseinheit einen hydraulischen Dämpfer umfassen. Ferner kann die Dämpfungseinheit einen Wirbelstromdämpfer aufweisen.
Vorzugsweise ist die Dämpfungseinheit dazu eingerichtet, eine Schwingung der Tilgermasse in der Wirkrichtung der zumindest einen Blattfeder zu dämpfen.
Der Schwingungstilger kann in der Wirkrichtung der zumindest einen Blattfeder beispielsweise im Bereich von 2 Hz bis 25 Hz eine Eigenfrequenz aufweisen. Es ist bevorzugt, wenn der Schwingungstilger in der Wirkrichtung der zumindest einen Blattfeder im Bereich von 8 Hz bis 20 Hz eine Eigenfrequenz aufweist . Zweckmäßigerweise ist der Schwingungstilger dazu ausgelegt, Schwingungen des Fahrzeugaufbaus , welche insbesondere in Schwingrichtung stattfinden, im Bereich der Eigenfrequenz zu reduzieren. Vorzugsweise kann der Schwingungstilger eine Schwingung mit einer Frequenz zwischen 2 Hz und 25 Hz, insbesondere zwischen 8 Hz und 20 Hz, reduzieren.
Die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers, insbesondere in der Wirkrichtung, kann exakt der Eigenfrequenz des Fahrzeugauf- baus, insbesondere in der Schwingrichtung, entsprechen. Weiter kann die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers, insbesondere in der Wirkrichtung, im Wesentlichen der Eigenfrequenz des Fahrzeugaufbaus , insbesondere in der Schwingrichtung, entsprechen .
Beispielsweise kann die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers in der Wirkrichtung unterkritisch sein zu der Eigenfrequenz des Fahrzeugaufbaus in der Schwingrichtung. D.h. die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers kann um einen vorgegebenen Wert geringer sein als die Eigenfrequenz des Fahrzeugaufbaus . Mit anderen Worten kann die Eigenfrequenz des
Schwingungstilgers tief abgestimmt sein zu der Eigenfrequenz des Fahrzeugaufbaus . Der Schwingungstilger kann ein passiver Schwingungstilger sein. Das heißt, der Schwingungstilger kann passiv arbeiten. Auf diese Weise sind keine Sensoren und/oder Aktoren nötig.
Prinzipiell wäre es auch möglich, dass der Schwingungstilger aktiv gesteuert wird, insbesondere unter Verwendung von Sen¬ soren und/oder Aktoren.
Zweckmäßigerweise umfasst das Fahrzeug eine Längsachse. Es ist bevorzugt, wenn die Schwingrichtung der zu reduzierenden Schwingung eine Querrichtung bezüglich der Längsachse des Fahrzeugs ist. Die Querrichtung kann horizontal und recht¬ winklig zu der Längsachse verlaufen. Das heißt, dass die Wirkrichtung der zumindest einen Blattfe¬ der vorzugsweise in Querrichtung bezüglich der Längsachse des Fahrzeugs zeigt. Auf diese Weise kann der Schwingungstilger dazu eingerichtet sein, Schwingungen in Querrichtung bezüglich der Längsachse des Fahrzeugs zu reduzieren.
Weiter kann die Schwingrichtung der zu reduzierenden Schwingung eine Vertikalrichtung bezüglich der Längsachse des Fahr- zeugs sein. Die Vertikalrichtung kann vertikal und rechtwinklig zu der Längsachse des Fahrzeugs verlaufen.
Das heißt, dass die Wirkrichtung der zumindest einen Blattfe¬ der in Vertikalrichtung bezüglich der Längsachse des Fahr- zeugs zeigen kann. Auf diese Weise kann der Schwingungstilger dazu eingerichtet sein, Schwingungen in Vertikalrichtung bezüglich der Längsachse des Fahrzeugs zu reduzieren.
Es ist vorteilhaft, wenn der Schwingungstilger im Wesentli- chen im Bereich eines Schwingungsbauchs der ausgeführten
Schwingung des Fahrzeugaufbaus mit dem Fahrzeugaufbau verbun¬ den ist.
Das Fahrzeug kann als Schienenfahrzeug ausgebildet sein.
Der Schwingungstilger kann beispielsweise mit einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs verbunden sein. Insbesondere kann der Schwingungstilger im Wesentlichen im Bereich eines
Schwingungsbauches der ausgeführten Schwingung des Wagenkas- tens mit dem Wagenkasten verbunden sein.
Weiter kann der Schwingungstilger mit einem Drehgestell des Schienenfahrzeugs verbunden sein. Das heißt, falls das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug ist, um- fasst vorzugsweise der Fahrzeugaufbau den Wagenkasten
und/oder das Drehgestell des Schienenfahrzeugs. Weiter kann das Fahrzeug auch als ein anderes Fahrzeug ausge¬ führt sein, beispielsweise als ein Bus oder als ein Last¬ kraftwagen . Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammenge- fasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weite- ren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen Fahrzeug kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale auch als Eigenschaft des entsprechenden Fahrzeugs gegenständlich formuliert zu sehen und umgekehrt.
Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfin- dung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das je¬ weilige Zahlwort eingeschränkt sein.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die da- rin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit iso¬ liert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung einge- bracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert wer¬ den . Es zeigen:
FIG 1 eine schematische Seitenansicht eines Wagens eines
Schienenfahrzeugs mit zwei Schwingungstilgern,
FIG 2 eine schematische Frontansicht des Wagens aus
FIG 1,
FIG 3 eine dreidimensionale Darstellung des
Schwingungstilgers aus den Figuren 1 und 2,
FIG 4 Querschnitt durch den Schwingungstilger aus FIG 3 und FIG 5 eine dreidimensionale Darstellung eins alternativen
Schwingungstilgers .
FIG 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Schienen¬ fahrzeugs 1 mit zumindest einem Wagen 2. Das Schienenfahrzeug 1 kann weitere Wagen umfassen. Zur besseren Sichtbarkeit der wesentlichen Elemente ist die zum Betrachter zeigende Seitenwand des Wagens 2 durchsichtig dargestellt.
FIG 2 zeigt eine schematische Frontansicht des Schienenfahr- zeugs 1 mit dem Wagen 2 aus FIG 1. Zur besseren Sichtbarkeit der wesentlichen Elemente ist die zum Betrachter zeigende Rückwand des Wagens 2 durchsichtig dargestellt.
Der Wagen 2 in FIG 1 und 2 umfasst mehrere Räder 4. Außerdem umfasst der Wagen 2 einen Fahrzeugaufbau 6. Der Fahrzeugauf¬ bau 6 ist über mehrere Stoßdämpfer 8 gegenüber den Rädern schwingbar gelagert. Der Fahrzeugsaufbau 6 umfasst einen Wa¬ genkasten 10. Außerdem umfasst der Fahrzeugaufbau 6 Drehge¬ stelle 12, welche jeweils einen weiteren Stoßdämpfer 14 auf- weisen. Auf diese Weise ist der Wagenkasten 10 über die Sto߬ dämpfer 8 und 14 gegenüber den Rädern 4 gefedert gelagert, und damit schwingbarer gelagert. Zur Reduktion der Schwingung des Fahrzeugsaufbaus 6 umfasst der Wagen 2 zwei Schwingungstilger 16, 18. Eine besseren Übersichtlichkeit halber sind in den Figuren 1 und 2 die Schwingungstilger 16, 18 schematisch mit ihren wesentlichen Elementen dargestellt. Eine beispielhafte Ausgestaltung der Schwingungstilger 16, 18 ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt. In FIG 3 ist die beispielhafte Ausgestaltung der Schwingungstilger 16, 18 dreidimensional und in FIG 4 als Querschnitt dargestellt.
Jeder der Schwingungstilger 16, 18 umfasst eine Tilgermasse 20 und ein Feder-Dämpfer-System 22. Die jeweilige Tilgermasse 20 ist jeweils über das Feder-Dämpfer-System 22 mit dem Fahrzeugaufbau 6, insbesondere mit dem Wagenkasten 10, verbunden.
Das jeweilige Feder-Dämpfer-System 22 weist jeweils zumindest eine Blattfeder 24 auf, welche einerseits mit dem Fahrzeug¬ aufbau 6, insbesondere mit dem Wagenkasten 10, und anderer¬ seits mit der jeweiligen Tilgermasse 20 fest verbunden ist. Die zumindest eine Blattfeder 24 ist derart mit dem Wagenkas¬ ten 10 und der jeweiligen Tilgermasse 20 fest verbunden, dass die Wirkrichtung 28 der zumindest einen Blattfeder 24 im Wesentlichen parallel zu der Schwingrichtung der zu reduzierenden Schwingung ausgerichtet ist.
Die jeweilige zumindest eine Blattfeder 24 ist im Wesentli¬ chen plattenförmig und weist zwei flächige Seiten 26 auf, die einander abgewandt sind. Zumindest eine der flächigen Seiten 26 der Blattfeder 24 zeigt in die Wirkrichtung 28 der Blatt- feder 24. Die Wirkrichtung 28 der zumindest einen Blattfeder 24 ist in den Figuren als Pfeil mit der Nummer 28 dargestellt .
In diesem Beispiel umfasst jeder der Schwingungstilger 16, 18 zwei Blattfedern 24. Die Blattfedern 24 eines jeweiligen
Schwingungstilgers 16, 18 sind parallel zueinander ausgerich¬ tet, sodass ihre Wirkrichtungen 28 parallel zueinander verlaufen . Beide Blattfedern 24 des jeweiligen Schwingungstilgers 16, 18 sind einerseits mit dem Fahrzeugaufbau 6, insbesondere mit dem Wagenkasten 10, und andererseits mit der Tilgermasse 20 des jeweiligen Schwingungstilgers 16, 18 fest verbunden. Ins¬ besondere sind die Blattfedern 24 des jeweiligen
Schwingungstilgers 16, 18 mit dem Wagenkasten 10 über Befes¬ tigungselemente 58 verbunden, insbesondere verklebt, ver¬ schraubt, vernietet, verschweißt oder ähnliches.
Beispielsweise sind die beiden Blattfedern 24 des jeweiligen Schwingungstilgers 16, 18 mit der Tilgermasse 20 fest verbun¬ den, indem die erste Blattfeder 24 mit einer ersten Seite der Tilgermasse 20, welche senkrecht zur Oberseite 46 der
Tilgermasse 20 steht, fest verbunden ist und die zweite
Blattfeder 24 mit einer zweiten Seite, welcher der ersten Seite der Tilgermasse 20 gegenüberliegt, fest verbunden ist, beispielsweise verklebt, verschraubt, vernietet, verschweißt oder ähnliches. Prinzipiell können die Blattfedern 24 jedoch auch an einer anderen Position mit der Tilgermasse 20 verbunden sein.
Das Schienenfahrzeug 1, und damit auch der Wagen 2, weist ei¬ ne Längsachse 30 auf. Während dem Betrieb des Schienenfahr- zeugs fährt der Wagen 2 im Wesentlichen in Richtung seiner
Längsachse 30. Bei dem Betrieb des Schienenfahrzeugs schwingt der Fahrzeugaufbau 6, insbesondere der Wagenkasten 10, in ei¬ ne Querrichtung 32 bezüglich der Längsachse 30 und/oder in eine Vertikalrichtung 34 bezüglich der Längsachse 30, im Fol- genden auch nur als Querrichtung 32 bzw. Vertikalrichtung 34 bezeichnet .
Der erste Schwingungstilger 16 wird zur Reduktion der Schwingung des Wagenkastens 10 in der Querrichtung 32 eingesetzt. D.h., die Schwingrichtung der vom ersten Schwingungstilger 16 zu reduzierenden Schwingung ist die Querrichtung 32.
Der erste Schwingungstilger 16 ist an einer Bodenplatte 36 des Wagenkastens 10 angebracht. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Schwingungstilger 16 an der Bodenplatte 36 des Wagenkastens 10 hängend angebracht. Prinzipiell könnte der erste Schwingungstilger 16 an der Bodenplatte 36 des Wagen- kastens 10 auch stehend angebracht sein.
Die Blattfedern 24 des ersten Schwingungstilgers 16 sind der¬ art mit dem Wagenkasten 10 und mit der Tilgermasse 20 verbun¬ den, dass die Wirkrichtung 28 der Blattfedern 24 im Wesentli- chen parallel zu der Schwingrichtung der zu reduzierenden Schwingung, hier zu der Querrichtung 32, ausgerichtet ist.
Prinzipiell könnte der erste Schwingungstilger 16 auch bei¬ spielsweise an der Decke 38 des Wagenkastens 10 (hängend oder stehend) angebracht sein.
Die Tilgermasse 20 des ersten Schwingungstilgers 16 ist über das Feder-Dämpfer-System 22 des ersten Schwingungstilgers 16 mit der Unterseite 40 des Wagenkastens 10 verbunden. Die Blattfedern 24 des ersten Schwingungstilgers 16 stehen senkrecht zu der Unterseite 40 des Wagenkastens 10. Auf diese Weise verläuft die jeweilige Wirkrichtung 28 der jeweiligen Blattfeder 24 des ersten Schwingungstilgers 16 im Wesentli¬ chen parallel zu der Unterseite 40.
Weiter ist auf diese Weise die Tilgermasse 20 des ersten Schwingungstilgers 16 in einer Pendelbewegung in der Wirkrichtung 28 der Blattfedern 24 schwingbar. Das heißt, bei der Reduktion der Schwingung in Querrichtung 32, insbesondere während der Fahrt des Schienenfahrzeugs, pendelt die
Tilgermasse 20 des ersten Schwingungstilgers 16 in Wirkrich¬ tung 28, welche im Wesentlichen parallel zu der Querrichtung 32 ausgerichtet ist. Der zweite Schwingungstilger 18 wird zur Reduktion der
Schwingung des Wagenkastens 10 in der Vertikalrichtung 34 eingesetzt. Das heißt, die Schwingrichtung der vom zweiten Schwingungstilger 18 zu reduzierenden Schwingung ist die Ver- tikalrichtung 34.
Der zweite Schwingungstilger 18 ist mit einer aufrecht ste¬ henden Wand 42 des Wagenkastens 10 verbunden. In diesem Bei- spiel ist die aufrecht stehende Wand 42 des Wagenkastens 10 eine Zwischenwand des Wagenkastens 10. Die aufrecht stehende Wand 42 umfasst eine Anbaufläche 44, mit welcher die Tilger¬ masse 20 des zweiten Schwingungstilgers 18 über das Feder- Dämpfer-System 22 des zweiten Schwingungstilgers 18 verbunden ist. In diesem Beispiel zeigt die Anbaufläche 44 der aufrecht stehenden Wand 42 in Querrichtung 32 bezüglich der Längsachse 30 des Wagens 2.
Die Blattfedern 24 des zweiten Schwingungstilgers 18 stehen senkrecht zu der Anbaufläche 44 der aufrecht stehenden Wand 42. Auf diese Weise ist die Wirkrichtung 28 der Blattfedern 24 des zweiten Schwingungstilgers 18 im Wesentlichen parallel zu der Anbaufläche 44. Weiter ist auf diese Weise die
Tilgermasse 20 des zweiten Schwingungstilgers 18 in einer Pendelbewegung in der Wirkrichtung 28 schwingbar. Die jeweilige Wirkrichtung 28 der Blattfedern 24 des zweiten
Schwingungstilgers 18 ist im Wesentlichen parallel zu der Vertikalrichtung 34. Die Tilgermassen 20 des ersten Schwingungstilgers 16 und des zweiten Schwingungstilgers 18 sind jeweils plattenförmig und weisen jeweils eine Oberseite 46 und eine Unterseite 48 auf. Die Oberseite 46 und die Unterseite 48 sind einander abge¬ wandte Seiten der plattenförmigen Tilgermasse 20. Die Ober- seite 46 der jeweiligen Tilgermasse 20 liegt unmittelbar derjenigen Fläche des Wagenkastens 10 gegenüber, mit welcher die jeweilige Tilgermasse 20 über das jeweilige Feder-Dämpfer- System 22 verbunden ist. Das heißt, die Oberseite 46 der Tilgermasse 20 des ersten
Schwingungstilgers 16 liegt unmittelbar der Unterseite 40 des Wagenkastens 10 gegenüber. Weiter liegt die Oberseite 46 der Tilgermasse 20 des zweiten Schwingungstilgers 18 unmittelbar der Anbaufläche 44 gegenüber.
In FIG 3 und FIG 4 ist eine beispielhaft Ausgestaltung des Schwingungstilger 16, 18 darstellt. Die der Oberseite 46 der Tilgermasse 20 des jeweiligen Schwingungstilgers 16, 18 un¬ mittelbar gegenüberliegende Fläche, nämlich die Unterseite 44 des Wagenkastens 10 bzw. die Anbaufläche 44 des Wagenkastens 10, ist in den Figuren 3 und 4 als Flächenelement angedeutet. Jede der Blattfedern 24 steht senkrecht zu der jeweiligen Oberseite 46 der jeweiligen Tilgermasse 20.
Die Schwingungstilger 16, 18 sind zur Reduktion der Schwingung des Wagenkastens 10 jeweils dazu eingerichtet, insbeson- dere in der Wirkrichtung 28 der jeweiligen Blattfedern 24 eine Scherbewegung gegenüber dem Wagenkasten 10 auszuführen. Bei der Scherbewegung des jeweiligen Schwingungstilgers 16, 18 gegenüber dem Wagenkasten 10 bewegt sich die jeweilige Oberseite 46 der jeweiligen Tilgermasse 20 im Wesentlichen parallel zu der unmittelbar gegenüberliegenden Fläche des Wagenkastens 10, hier parallel zu der Unterseite 40 (im Falle des ersten Schwingungstilgers 16) bzw. parallel zu der Anbau¬ fläche 44 (im Falle des zweiten Schwingungstilgers 18) . Ins¬ besondere bewegt sich die jeweilige Oberseite 46 der jeweili- gen Tilgermasse 20 in der Wirkrichtung 28 der jeweiligen
Blattfedern 24 gegenüber der unmittelbar gegenüberliegenden Fläche des Wagenkastens 10.
Das Feder-Dämpfer-System 22 des jeweiligen Schwingungstilgers 16, 18 weist jeweils eine zu der Wirkrichtung 28 der jeweili¬ gen Blattfedern 24 parallel geschaltete Dämpfungseinheit 50 auf. Die jeweilige Dämpfungseinheit 50 ist in diesem Beispiel als viskoelastischer Dämpfer ausgeführt. Prinzipiell könnte die Dämpfungseinheit 50 auch ein hydraulischer Dämpfer oder ein Wirbelstromdämpfer sein. Prinzipiell kann die Dämpfungseinheit 50 auch mehrere Dämpfer (eines Typs oder verschiede¬ ner Typen) umfassen. Die Dämpfungseinheit 50 ist jeweils ei¬ nerseits mit der Oberseite 46 der jeweiligen Tilgermasse 20 und andererseits mit der gegenüberliegenden Fläche des Wagen¬ kastens 10, hier mit der Unterseite 40 (im Falle des ersten Schwingungstilgers 16) bzw. mit der Anbaufläche 44 (im Falle des zweiten Schwingungstilgers 18), verbunden.
Der viskoelastische Dämpfer 50 umfasst in diesem Beispiel je¬ weils einen Behälter 52 mit einer viskosen Flüssigkeit 54, insbesondere einer hochviskosen Flüssigkeit 54, und einen Stempel 56. Der Stempel 56 ist zumindest parallel zu der Wirkrichtung 28 der Blattfedern 24 gegenüber dem Behälter 52 bewegbar .
Sowohl der erste Schwingungstilger 16 als auch der zweite Schwingungstilger 18 arbeiten passiv, sodass weder Sensoren noch Aktoren nötig sind.
Der erste Schwingungstilger 16 hat in der Wirkrichtung 28 seiner Blattfedern 24 (und damit in der Querrichtung 32) im Bereich von 8 Hz bis 20 Hz eine Eigenfrequenz. Beispielsweise beträgt die Eigenfrequenz des ersten Schwingungstilgers 16 in der Querrichtung 32 10 Hz. Der erste Schwingungstilger 16 ist damit dazu eingerichtet, Schwingungen des Wagenkastens 10, welche in Querrichtung 32 und in etwa bei der Eigenfrequenz des ersten Schwingungstilgers 16 stattfinden, zu reduzieren bzw. zu dämpfen. Beispielsweise kann der erste
Schwingungstilger 16 Schwingungen des Wagenkastens 10 in Querrichtung 32 im Bereich von 10 Hz bis 12 Hz reduzieren bzw. dämpfen. Der zweite Schwingungstilger 18 hat in der Wirkrichtung 28 seiner Blattfedern 24 (und damit in der Vertikalrichtung 34) im Bereich von 8 Hz bis 20 Hz eine Eigenfrequenz. Beispielsweise beträgt die Eigenfrequenz des zweiten
Schwingungstilgers 18 in der Vertikalrichtung 34 15 Hz. Der zweite Schwingungstilger 18 ist damit dazu eingerichtet,
Schwingungen des Wagenkastens 10, welche in Vertikalrichtung 34 und in etwa bei der Eigenfrequenz des zweiten
Schwingungstilgers 18 stattfinden, zu reduzieren bzw. zu dämpfen. Beispielsweise kann der zweite Schwingungstilger 18 Schwingungen des Wagenkastens 10 in Schwingungsrichtung (hier in Vertikalrichtung 34) im Bereich von 15 Hz bis 17 Hz reduzieren bzw. dämpfen.
FIG 5 zeigt einen alternativen Schwingungstilger 60, welcher einen oder beide der in FIG 1 und 2 gezeigten
Schwingungstilger 16, 18 ersetzen kann. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unter- schiede zum Ausführungsbeispiel aus den FIG 1 bis 4, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Elemente werden grund¬ sätzlich mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind in das folgende Ausführungsbeispiel übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind.
In FIG 5 sind alle Verbindungen als Verschraubungen ausgeführt . In diesem Beispiel umfasst die Tilgermasse 20 mehrere Massen¬ elemente 62. Die Massenelemente 62 sind plattenförmig ausge¬ bildet und zu der im Wesentlichen plattenförmigen Tilgermasse 20 verschraubt. Dabei sind hier beispielhaft mehrere Massen¬ elemente 62 übereinander bzw. teilweise nebeneinander ange- ordnet.
Die der Oberseite 46 der Tilgermasse 20 des jeweiligen
Schwingungstilgers 16, 18 unmittelbar gegenüberliegende Flä¬ che, in diesem Beispiel die Unterseite 40 des Wagenkastens 10 bzw. die Anbaufläche 44 des Wagenkastens 10 aus FIG 1 und
FIG 2, ist in FIG 5 als Flächenelement mit dem Bezugszeichen 40/44 angedeutet.
In diesem Beispiel umfasst das Feder-Dämpfer-System 22 des Schwingungstilgers 60 acht Blattfedern 24. Die Blattfedern 24 sind parallel zueinander ausgerichtet, sodass ihre Wirkrich¬ tungen 28 parallel zueinander verlaufen. Die Blattfedern 24 sind mit dem Wagenkasten 10 über ein Befestigungselement 58, hier ein Befestigungsrahmen, verbunden.
Außerdem umfasst das Feder-Dämpfer-System 22 zwei Dämpfungseinheiten 50, welche jeweils als viskoelastische Dämpfer aus¬ geführt sind.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeug (1) mit einem in einer Schwingrichtung (32, 34) schwingbaren Fahrzeugaufbau (6),
welches Fahrzeug zur Reduktion der Schwingung des Fahrzeug¬ aufbaus (6) einen Schwingungstilger (16, 18, 60) aufweist, wobei der Schwingungstilger (16, 18, 60) eine Tilgermasse (20) und ein Feder-Dämpfer-System (22) aufweist, wobei die Tilgermasse (20) über das Feder-Dämpfer-System (22) mit dem Fahrzeugaufbau (6) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Feder-Dämpfer-System (22) zumindest eine Blattfeder (24) aufweist, welche einerseits mit dem Fahrzeugaufbau (6) und andererseits mit der Tilgermasse (20) fest verbunden ist, derart,
dass die Wirkrichtung (28) der zumindest einen Blattfeder (24) im Wesentlichen parallel zu der Schwingrichtung (32, 34) der zu reduzierenden Schwingung ausgerichtet ist.
2. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Blattfeder (24) plattenförmig, insbesondere plättchenförmig, ist.
3. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Tilgermasse (20) über das Feder-Dämpfer-System (22) mit einer Fläche (40, 44) des Fahrzeugaufbaus (6) verbunden ist und
die zumindest eine Blattfeder (24 ) zu dieser Fläche (40, 44) des Fahrzeugaufbaus (6) senkrecht steht.
4. Fahrzeug (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wirkrichtung (28) der zumindest einen Blattfeder (24) im Wesentlichen parallel zu derjenigen Fläche (40, 44) des Fahrzeugaufbaus (6) verläuft, mit welcher die Tilgermasse (20) über das Feder-Dämpfer-System (22) verbunden ist.
5. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Tilgermasse (20) in einer Pendelbewegung in der Wirkrich- tung (28) der zumindest einen Blattfeder (24) schwingbar ist.
6. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Tilgermasse (20) plattenförmig ist und zumindest eine Oberseite (46) und eine Unterseite (48) aufweist,
wobei die Oberseite (46) der Tilgermasse (20) unmittelbar ei¬ ner Fläche (40, 44) des Fahrzeugaufbaus (6) gegenüberliegt.
7. Fahrzeug (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Blattfeder (24) senkrecht zu der Oberseite (46) der Tilgermasse (20) steht.
8. Fahrzeug (1) nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass,
der Schwingungstilger (16, 18, 60) zur Reduktion der Schwingung des Fahrzeugaufbaus (6) dazu eingerichtet ist, insbeson¬ dere in der Wirkrichtung (28) der zumindest einen Blattfeder (24) eine Scherbewegung gegenüber dem Fahrzeugaufbau (6) aus- zuführen, wobei sich die Oberseite (46) der Tilgermasse (20) im Wesentlichen parallel zu der unmittelbar gegenüberliegenden Fläche (40, 44) des Fahrzeugaufbaus (6) bewegt.
9. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Feder-Dämpfer-System (22) eine zu der Wirkrichtung (28) der zumindest einen Blattfeder (24) parallel geschaltete Dämpfungseinheit (50) aufweist.
10. Fahrzeug (1) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dämpfungseinheit (50) einen viskoelastischen Dämpfer, einen hydraulischen Dämpfer und/oder einen Wirbelstromdämpfer umfasst.
11. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schwingungstilger (16, 18, 60) in der Wirkrichtung (28) der zumindest einen Blattfeder (24) im Bereich von 8 Hz bis 20 Hz eine Eigenfrequenz aufweist.
12. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schwingungstilger (16, 18, 60) ein passiver
Schwingungstilger (16, 18, 60) ist.
13. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Längsachse (30),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schwingrichtung der zu reduzierenden Schwingung eine Querrichtung (32) oder eine Vertikalrichtung (34) bezüglich der Längsachse (30) des Fahrzeugs ist.
14. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrzeug (1) als Schienenfahrzeug (1) ausgebildet ist, wobei der Schwingungstilger (16, 18, 60) mit einem Wagenkas¬ ten (10) des Schienenfahrzeugs (1) verbunden ist.
15. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrzeug (1) als Schienenfahrzeug (1) ausgebildet ist, wobei der Schwingungstilger (16, 18, 60) mit einem Drehge- stell (12) des Schienenfahrzeugs (1) verbunden ist.
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