AT11080U3 - Fahrzeug, insbesondere schienenfahrzeug - Google Patents

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AT11080U3 ATGM733/2009U AT7332009U AT11080U3 AT 11080 U3 AT11080 U3 AT 11080U3 AT 7332009 U AT7332009 U AT 7332009U AT 11080 U3 AT11080 U3 AT 11080U3
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit einem Wagenkasten (102), der über eine Federeinrichtung (103) in Richtung einer Fahrzeughochachse auf einem Fahrwerk (104) abgestützt ist, und einer Wankkompensationseinrichtung (105), die mit dem Wagenkasten (102) und dem Fahrwerk (104) gekoppelt ist. Die Wankkompensationseinrichtung (105) kann dabei insbesondere kinematisch parallel zu der Federeinrichtung (103) angeordnet sein. Bei Bogenfahrt wirkt die Wankkompensationseinrichtung (105) Wankbewegungen des Wagenkastens (102) nach bogenaußen um eine zu einer Fahrzeuglängsachse parallele Wankachse entgegen. Zur Erhöhung des Neigungskomforts ist die Wankkompensationseinrichtung (105) dazu ausgebildet, dem Wagenkasten (102) in einem ersten Frequenzbereich unter einer ersten Querauslenkung des Wagenkastens (102) in Richtung einer Fahrzeugquerachse einen ersten Wankwinkel um die Wankachse aufzuprägen, der einer aktuellen Krümmung eines aktuell durchfahrenen Gleisabschnitts entspricht. Weiterhin ist die Wankkompensationseinrichtung (105) zur Erhöhung des Schwingungskomforts dazu ausgebildet, dem Wagenkasten (102) in einem zweiten Frequenzbereich eine der ersten Querauslenkung überlagerte zweite Querauslenkung aufzuprägen, wobei der zweite Frequenzbereich zumindest teilweise, insbesondere vollständig, oberhalb des ersten Frequenzbereichs liegt.

Claims (20)

  1. österreichisches Patentamt AT 11 080 U2 2010-04-15 305 wiederum eine Aktuatoreinrichtung 307 mit einem Aktuator 307.1 und einer damit verbundenen Steuereinrichtung 307.2, die in analoger Weise zu dem Aktuator 207.1 und der Steuereinrichtung 207.2 arbeiten. [00155] Wie Figur 7 weiterhin zu entnehmen ist, ist zwischen dem Wagenkasten 102 und dem Träger 311.2 (kinematisch parallel zu der Sekundärfederung 103.2) eine herkömmliche Wank-stütze 306 mit zueinander parallel verlaufenden Lenkern 306.5, 306.6 vorgesehen, die einem ungleichmäßigen Einfedern der Sekundärfederung 103.2 entgegenwirkt. Weiterhin wirkt zwischen dem Wagenkasten 102 und dem Träger 311.2 in Fahrzeugquerrichtung ein weiterer Aktuator 312 der Wankkompensationseinrichtung 305, über den die Querauslenkung des Wagenkastens 102 bezüglich des Trägers 311.2 und damit auch bezüglich des Drehgestellrahmens 104.2 beeinflusst werden kann. [00156] Der Aktuator 312 wird ebenfalls durch die Steuereinrichtung 307.2 angesteuert, sodass die Steuereinrichtung 307.2 über die Ansteuerung der Aktuatoren 307.1 und 312 ein Betriebsverhalten der Wankkompensationseinrichtung 305 hersteilen kann, wie es oben im Zusammenhang mit dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. [00157] Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen für Schienenfahrzeuge beschrieben. Es versteht sich weiterhin, dass die Erfindung auch in Verbindung mit beliebigen anderen Fahrzeugen zum Einsatz kommen kann. Ansprüche 1. Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit - einem Wagenkasten (102), der über eine Federeinrichtung (103) in Richtung einer Fahrzeughochachse auf einem Fahrwerk (104) abgestützt ist, und - einer Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305), die mit dem Wagenkasten (102) und dem Fahrwerk (104) gekoppelt ist, wobei - die Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305) insbesondere kinematisch parallel zu der Federeinrichtung (103) angeordnet ist, - die Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305) bei Bogenfahrt Wankbewegungen des Wagenkastens (102) nach bogenaußen um eine zu einer Fahrzeuglängsachse parallele Wankachse entgegenwirkt, - die Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305) zur Erhöhung des Neigungskomforts dazu ausgebildet ist, dem Wagenkasten (102) in einem ersten Frequenzbereich unter einer ersten Querauslenkung des Wagenkastens (102) in Richtung einer Fahrzeugquerachse einen ersten Wankwinkel um die Wankachse aufzuprägen, der einer aktuellen Krümmung eines aktuell durchfahrenen Gleisabschnitts entspricht, und dadurch gekennzeichnet, dass - die Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305) zur Erhöhung des Schwingungskomforts dazu ausgebildet ist, dem Wagenkasten (102) in einem zweiten Frequenzbereich eine der ersten Querauslenkung überlagerte zweite Querauslenkung aufzuprägen, wobei - der zweite Frequenzbereich zumindest teilweise, insbesondere vollständig, oberhalb des ersten Frequenzbereichs liegt.
  2. 2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305) eine Aktuatoreinrichtung (107; 207; 307) mit wenigstens einer durch eine Steuereinrichtung (107.2; 207.2; 307.2) angesteuerten Aktuatoreinheit (107.1; 207.1; 307.1) aufweist, wobei - die Aktuatoreinrichtung (107; 207; 307) insbesondere dazu ausgebildet ist, zur Erzeugung des ersten Wankwinkels in dem ersten Frequenzbereich zumindest überwiegend beizutragen, insbesondere den ersten Wankwinkel im Wesentlichen zu erzeugen. 23/32 österreichisches Patentamt AT 11 080 U2 2010-04-15
  3. 3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - sich der erste Frequenzbereich von 0 Hz bis 2 Hz, vorzugsweise von 0,5 Hz bis 1,0 Hz, erstreckt, und/oder - sich der zweite Frequenzbereich von 0,5 Hz bis 15 Hz, vorzugsweise von 1,0 Hz bis 6,0 Hz, erstreckt und/oder - die Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305) auch bei Geradeausfahrt aktiv ist.
  4. 4. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Wagenkasten (102) eine Neutralstellung aufweist, die er bei stehendem Fahrzeug im geraden ebenen Gleis einnimmt, und - die Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305), insbesondere eine Aktuatoreinrichtung (107; 207; 307) der Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305), derart ausgebildet ist, dass - eine in einer Fahrzeugquerrichtung bei Bogenfahrt nach bogenaußen erfolgende erste maximale Querauslenkung des Wagenkastens (102) aus der Neutralstellung auf 80 mm bis 150 mm begrenzt ist, vorzugsweise auf 100 mm bis 120 mm begrenzt ist, und/oder - eine in einer Fahrzeugquerrichtung bei Bogenfahrt nach bogeninnen erfolgende zweite maximale Querauslenkung des Wagenkastens (102) aus der Neutralstellung auf 0 mm bis 40 mm begrenzt ist, vorzugsweise auf 20 mm begrenzt ist.
  5. 5. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Aktuatoreinrichtung (107; 207; 307) der Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305) dazu ausgebildet ist, als eine Endanschlagseinrichtung zur Definition wenigstens eines Endanschlags für die Wankbewegung des Wagenkastens (102) zu wirken, wobei - die Aktuatoreinrichtung dazu ausgebildet ist, die Position des wenigstens einen Endanschlags für die Wankbewegung des Wagenkastens (102) variabel zu definieren.
  6. 6. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktuatoreinrichtung (107; 207; 307) der Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305) im Falle ihrer Inaktivität einer Wankbewegung des Wagenkastens (102) höchstens einen geringen Widerstand, insbesondere im Wesentlichen keinen Widerstand entgegensetzt.
  7. 7. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Wagenkasten (102) eine Neutralstellung aufweist, die er bei stehendem Fahrzeug im geraden ebenen Gleis einnimmt, - die Federeinrichtung (103) bei Inaktivität einer Aktuatoreinrichtung (107; 207; 307) der Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305) auf den Wagenkasten (102) ein Rückstellmoment um die Wankachse ausübt, wobei - das Rückstellmoment bei inaktiver Aktuatoreinrichtung (107; 207; 307) derart bemessen ist, dass - eine Querauslenkung des Wagenkastens (102) aus der Neutralstellung bei einer Nennbeladung des Wagenkastens (102) und bei in einer maximal zulässigen Gleisüberhöhung stehendem Fahrzeug weniger als 10 mm bis 40 mm beträgt, vorzugsweise weniger als weniger als 20 mm beträgt, und/oder - eine Querauslenkung des Wagenkastens (102) aus der Neutralstellung bei einer Nennbeladung des Wagenkastens (102) und bei in einer maximal zulässigen in Richtung einer Fahrzeugquerachse wirkenden Querbeschleunigung des Fahrzeugs weniger als 40 mm bis 80 mm beträgt, vorzugsweise weniger als weniger als 60 mm beträgt,
  8. 8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass - die Federeinrichtung (103) eine Rückstellkennlinie definiert, wobei - die Rückstellkennlinie die Abhängigkeit des Rückstellmoments von der Wankwinkelaus- 24/32 österreichisches Patentamt AT 11 080 U2 2010-04-15 lenkung wiedergibt und - die Rückstellkennlinie einen degressiven Verlauf aufweist, wobei - die Rückstellkennlinie insbesondere in einem ersten Querauslenkungsbereich eine erste Steigung und in einem oberhalb des ersten Querauslenkungsbereich liegenden zweiten Querauslenkungsbereich eine zweite Steigung aufweist, die geringer ist als die erste Steigung, wobei - das Verhältnis der zweiten Steigung zu der ersten Steigung insbesondere im Bereich von 0 bis 1 liegt, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 0,5 liegt, weiter vorzugsweise im Bereich von 0 bis 0,1 liegt, und/oder - sich der erste Querauslenkungsbereich insbesondere von 0 mm bis 60 mm erstreckt, vorzugsweise von 0 mm bis 40 mm erstreckt, und sich der zweite Querauslenkungsbereich insbesondere von 20 mm bis 120 mm erstreckt, vorzugsweise von 40 mm bis 100 mm erstreckt.
  9. 9. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass - der Wagenkasten (102) eine Neutralstellung aufweist, die er bei stehendem Fahrzeug im geraden ebenen Gleis einnimmt, und - die Federeinrichtung (103) eine Quersteifigkeit in Richtung einer Fahrzeugquerachse aufweist, die von einer Querauslenkung des Wagenkastens (102) in Richtung der Fahrzeugquerachse aus der Neutralstellung abhängig ist, wobei - die Federeinrichtung (103) insbesondere in einem ersten Querauslenkungsbereich eine erste Quersteifigkeit aufweist und in einem oberhalb des ersten Querauslenkungsbe-reichs liegenden zweiten Querauslenkungsbereich eine zweite Quersteifigkeit aufweist, die geringer ist als die erste Quersteifigkeit, wobei - die erste Quersteifigkeit insbesondere im Bereich von 100 N/mm bis 800 N/mm liegt, vorzugsweise im Bereich von 300 N/mm bis 500 N/mm liegt, und die zweite Quersteifigkeit insbesondere im Bereich von 0 N/mm bis 300 N/mm liegt, vorzugsweise im Bereich von 0 N/mm bis 100 N/mm liegt, und/oder - sich der erste Querauslenkungsbereich insbesondere von 0 mm bis 60 mm erstreckt, vorzugsweise von 0 mm bis 40 mm erstreckt, und sich der zweite Querauslenkungsbereich insbesondere von 20 mm bis 120 mm erstreckt, vorzugsweise von 40 mm bis 100 mm erstreckt.
  10. 10. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Wagenkasten (102) eine Nennbeladung und eine Neutralstellung aufweist, die er bei stehendem Fahrzeug im geraden ebenen Gleis einnimmt, und - die Federeinrichtung (103) in Richtung einer Fahrzeugquerachse eine Quersteifigkeit aufweist, wobei - die Quersteifigkeit der Federeinrichtung (103) derart bemessen ist, dass bei Inaktivität einer Aktuatoreinrichtung (107; 207; 307) der Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305) bei Bogenfahrt mit einer maximal zulässigen in Richtung einer Fahrzeugquerachse wirkenden Querbeschleunigung des Fahrzeugs - eine in einer Fahrzeugquerrichtung nach bogenaußen erfolgende erste maximale Querauslenkung des Wagenkastens (102) aus der Neutralstellung auf 40 mm bis 120 mm begrenzt ist, vorzugsweise auf 60 mm bis 80 mm begrenzt ist, und/oder - eine in einer Fahrzeugquerrichtung nach bogeninnen erfolgende zweite maximale Querauslenkung des Wagenkastens (102) aus der Neutralstellung auf 0 mm bis 60 mm begrenzt ist, vorzugsweise auf 20 mm bis 40 mm begrenzt ist.
  11. 11. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Wagenkasten (102) eine Neutralstellung aufweist, die er bei stehendem Fahrzeug im geraden ebenen Gleis einnimmt, und - die Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305) derart ausgebildet ist, dass eine Ak- 25/32 österreichisches Patentamt AT 11 080 U2 2010-04-15 tuatoreinrichtung (107; 207; 307) der Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305) - in dem ersten Frequenzbereich aus der Neutralstellung eine maximale Auslenkung von 60 mm bis 110 mm aufweist, vorzugsweise von 70 mm bis 85 mm aufweist, und/oder - in dem zweiten Frequenzbereich aus einer Ausgangsstellung eine maximale Auslenkung von 10 mm bis 30 mm aufweist, vorzugsweise von 15 mm bis 25 mm aufweist, und/oder - in dem ersten Frequenzbereich eine maximale Aktuatorkraft von 10 kN bis 40 kN ausübt, vorzugsweise von 15 kN bis 30 kN ausübt, und/oder - in dem zweiten Frequenzbereich eine maximale Aktuatorkraft von 5 kN bis 35 kN ausübt, vorzugsweise von 5 kN bis 20 kN ausübt.
  12. 12. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Wagenkasten (102) eine Neutralstellung aufweist, die er bei stehendem Fahrzeug im geraden ebenen Gleis einnimmt, - der Wagenkasten (102) einen Schwerpunkt aufweist, der in der Neutralstellung in Richtung der Fahrzeughochachse eine erste Flöhe über dem Gleis aufweist - die Wankkompensationseinrichtung (105; 205; 305) derart ausgebildet ist, dass die Wankachse in der Neutralstellung in Richtung der Fahrzeughochachse eine zweite Flöhe über dem Gleis aufweist, wobei - das Verhältnis der Differenz aus der zweiten Flöhe und der ersten Flöhe zu der ersten Flöhe höchstens 2,2 beträgt, vorzugsweise höchstens 1,3 beträgt, weiter vorzugsweise 0,8 bis 1,3 beträgt.
  13. 13. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Wankkompensationseinrichtung (105) eine Wankstützeinrichtung (106) umfasst, die kinematisch parallel zu der Federeinrichtung (103) angeordnet und dazu ausgebildet ist, Wankbewegungen des Wagenkastens (102) um die Wankachse bei Geradeausfahrt entgegenzuwirken, wobei - die Wankstützeinrichtung (106) insbesondere zwei Lenker (106.5, 106.6) umfasst, die an einem ihrer Enden jeweils gelenkig an dem Wagenkasten (102) und an ihrem anderen Ende jeweils gelenkig an entgegengesetzten Enden eines Torsionselements (106.3) angelenkt sind, das an dem Fahrwerk (104) gelagert ist. und/oder - die Wankkompensationseinrichtung (205; 305) eine Führungseinrichtung (211; 311) umfasst, - die Führungseinrichtung (211; 311) kinematisch seriell zu der Federeinrichtung (103) angeordnet ist, - die Führungseinrichtung (211; 311) ein Führungselement (211.1; 311.1) umfasst, das zwischen dem Fahrwerk (104) und dem Wagenkasten (102) angeordnet ist, und - die Führungseinrichtung (211; 311) dazu ausgebildet ist, bei Wankbewegungen des Wagenkastens (102) eine Bewegung des Führungselements (211.1; 311.1) bezüglich des Wagenkastens (102) oder des Fahrwerks (104) zu definieren, wobei - die Führungseinrichtung (211; 311) insbesondere wenigstens eine Schichtfedereinrichtung (211.3; 311.3) umfasst.
  14. 14. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Fahrwerk (104) einen Fahrwerksrahmen (104.2) und wenigstens eine Radeinheit (104.1) aufweist und - die Federeinrichtung (103) eine Primärfederung (103.1) und eine Sekundärfederung (103.2) aufweist, wobei - der Fahrwerksrahmen (104.2) über die Primärfederung (103.1) auf der Radeinheit (104.1) abgestützt ist und der Wagenkasten (102) über die, insbesondere als Luftfederung ausgeführte, Sekundärfederung (103.2) auf dem Fahrwerksrahmen (104.2) abgestützt ist und 26/32 österreichisches Patentamt AT 11 080 U2 2010-04-15 - die Wankkompensationseinrichtung (105) kinematisch parallel zu der Sekundärfederung (103.2) zwischen dem Fahrwerksrahmen (104.2) und dem Wagenkasten (102) angeordnet ist.
  15. 15. Fahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass - die Federeinrichtung (103) eine Querfedereinrichtung (110) umfasst, wobei - die Querfedereinrichtung (110) - einerseits mit dem Fahrwerksrahmen (104.2) und andererseits mit dem Wagenkasten (102) verbunden ist und/oder - einerseits mit dem Fahrwerksrahmen (104.2) oder mit dem Wagenkasten (102) verbunden ist und andererseits mit der Wankkompensationseinrichtung (105) verbunden ist und - die Querfedereinrichtung (110) insbesondere zur Erhöhung der Steifigkeit der Federeinrichtung (103) in Richtung einer Fahrzeugquerachse ausgebildet ist, wobei die Querfedereinrichtung (110) insbesondere eine degressive Steifigkeitscharakteristik aufweist.
  16. 16. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Federeinrichtung (103) eine Notfedereinrichtung (103.3) aufweist, die in Fahrzeugquerrichtung mittig am Fahrwerk (104) angeordnet ist, wobei - die Notfedereinrichtung (103.3) insbesondere derart ausgebildet ist, dass sie die Kompensationswirkung der Wankkompensationseinrichtung (105) unterstützt.
  17. 17. Verfahren zum Einstellen eines Wankwinkels eines über eine Federeinrichtung in Richtung einer Fahrzeughochachse auf einem Fahrwerk (104) abgestützten Wagenkastens (102) eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, um eine zu einer Fahrzeuglängsachse des Fahrzeugs parallele Wankachse, bei dem - der Wankwinkel aktiv eingestellt wird, wobei - bei Bogenfahrt Wankbewegungen des Wagenkastens (102) nach bogenaußen um eine zu einer Fahrzeuglängsachse parallele Wankachse entgegenwirkt wird und - dem Wagenkasten (102) zur Erhöhung des Neigungskomforts in einem ersten Frequenzbereich unter einer ersten Querauslenkung des Wagenkastens (102) in Richtung einer Fahrzeugquerachse ein erster Wankwinkel um die Wankachse aufgeprägt wird, der einer aktuellen Krümmung eines aktuell durchfahrenen Gleisabschnitts entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass - dem Wagenkasten (102) zur Erhöhung des Schwingungskomforts in einem zweiten Frequenzbereich eine der ersten Querauslenkung überlagerte zweite Querauslenkung aufgeprägt wird, wobei - der zweite Frequenzbereich zumindest teilweise, insbesondere vollständig, oberhalb des ersten Frequenzbereichs liegt.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wankwinkel in dem ersten Frequenzbereich zumindest überwiegend, insbesondere im Wesentlichen vollständig, aktiv erzeugt wird.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass - sich der erste Frequenzbereich von 0 Flz bis 2 Hz, vorzugsweise von 0,5 Hz bis 1,0 Hz, erstreckt, und/oder - sich der zweite Frequenzbereich von 0,5 Hz bis 15 Hz, vorzugsweise von 1,0 Hz bis 6,0 Hz, erstreckt,
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der zweiten Querauslenkung in dem zweiten Frequenzbereich zur Erhöhung des Schwingungskomforts auch bei Geradeausfahrt erfolgt. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen 27/32
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