DE102015112012B3 - Air spring arrangement for rail vehicle and rail vehicle with air spring arrangement - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Luftfederanordnung (100) für eine sekundäre Luftfederung zwischen Wagenkasten und Drehgestell eines Schienenfahrzeugs zur Verfügung gestellt. Die Luftfederanordnung (100) weist eine erste Verbindungsleitung (121) zur Druckluftversorgung einer ersten Luftfeder (131) und eine zweite Verbindungsleitung (122) zur Druckluftversorgung einer zweiten Luftfeder (132) auf. Die Luftfederanordnung (100) weist außerdem einen Druckluftbehälter (110) auf, der ein erstes Zusatzluftvolumen (111) und ein vom ersten getrenntes zweites Zusatzluftvolumen (112) zur Verfügung stellt. Die erste Verbindungsleitung (121) ist dabei mit dem ersten Zusatzluftvolumen (111) und die zweite Verbindungsleitung (122) mit dem zweiten Zusatzluftvolumen (112) verbindbar. Die Luftfederanordnung weist einen ersten Anschluss (141) zum Verbinden der ersten Verbindungsleitung (121) mit dem ersten Zusatzluftvolumen (111) und einen zweiten Anschluss (142) zum Verbinden der zweiten Verbindungsleitung (122) mit dem zweiten Zusatzluftvolumen (112) auf, wobei beide Anschlüsse (141; 142) auf derselben Seite des Druckluftbehälters (110) angeordnet sind. Typischerweise ist der Druckluftbehälter (110) am Wagenkasten oder am Drehgestell eines Schienenfahrzeugs befestigbar.An air spring arrangement (100) is provided for secondary air suspension between the vehicle body and the bogie of a rail vehicle. The air spring arrangement (100) has a first connecting line (121) for supplying compressed air to a first air spring (131) and a second connecting line (122) for supplying compressed air to a second air spring (132). The air spring arrangement (100) also has a compressed air tank (110) which provides a first additional air volume (111) and a second additional air volume (112) separated from the first one. The first connecting line (121) can be connected to the first additional air volume (111) and the second connecting line (122) can be connected to the second additional air volume (112). The air spring assembly has a first port (141) for connecting the first connection line (121) to the first supplemental air volume (111) and a second port (142) for connecting the second connection line (122) to the second additional air volume (112), both Connections (141, 142) are arranged on the same side of the compressed air tank (110). Typically, the compressed air tank (110) is attachable to the body or bogie of a rail vehicle.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft eine Luftfederanordnung für die Federung eines Schienenfahrzeugs, insbesondere betrifft die Erfindung eine Luftfederanordnung für eine Sekundärfederung zwischen Wagenkasten und Drehgestell eines Schienenfahrzeugs.The invention relates to an air spring arrangement for the suspension of a rail vehicle, in particular the invention relates to an air spring arrangement for a secondary suspension between the vehicle body and bogie of a rail vehicle.
Vorbekannter Stand der TechnikPrior art
Ein Schienenfahrzeug wird meist auf verschiedene Arten gefedert, um die Sicherheit und den Komfort zu erhöhen. Für einen hohen Komfort und eine damit verbundene hohe Akzeptanz des Schienenverkehrs bei den Fahrgästen und Lokführern werden meist eine Primärfederung und eine Sekundärfederung zur Verfügung gestellt. Die Federung zwischen den Radsätzen und dem Drehgestell wird von der Primärfederung übernommen. Dabei wird die Primärfederung meist durch Blattfedern, aber auch durch Schraubenfedern oder Gummifedern realisiert.A rail vehicle is usually sprung in various ways to increase safety and comfort. For a high level of comfort and a high level of acceptance of rail transport among passengers and train drivers, primary suspension and secondary suspension are usually provided. The suspension between the wheelsets and the bogie is taken over by the primary suspension. The primary suspension is usually realized by leaf springs, but also by coil springs or rubber springs.
Die Sekundärfederung wird für die Federung zwischen Drehgestell und Wagenkasten verwendet. Dabei kommen auch Schraubenfedern, jedoch zunehmend Luftfedern zum Einsatz. Eine Sekundärfederung für ein Drehgestell kann zum Beispiel zwei Luftfedern umfassen. Im Falle eines Jakobsdrehgestells kann die Sekundärfederung des Jakobsdrehgestells auch vier Luftfedern umfassen.The secondary suspension is used for the suspension between bogie and car body. This also coil springs, but increasingly air springs are used. A secondary suspension for a bogie may include, for example, two air springs. In the case of a Jacob bogie, the secondary suspension of the Jacob bogie may also include four air springs.
Die Sekundärfederung weist in der Regel sogenannte Zusatzvolumina auf, welche über Verbindungsleitungen mit den eigentlichen Luftfedervolumen verbunden werden. Bei der Anbindung je eines Zusatzluftvolumens an jeweils eine Luftfeder werden zwei Zusatzluftbehälter und entsprechende Zuleitungen verwendet. Diese Zusatzluftvolumina dienen der Vergrößerung des kompressiblen Luftvolumens der Luftfedern und damit der Erhöhung der Nachgiebigkeit der Luftfeder.The secondary suspension usually has so-called additional volumes, which are connected via connecting lines with the actual air spring volume. When connecting one additional air volume to one air spring, two additional air tanks and corresponding supply lines are used. These additional air volumes serve to increase the compressible air volume of the air springs and thus the increase in the compliance of the air spring.
In der
Die
Die
Nachteile des Standes der TechnikDisadvantages of the prior art
Die obigen Lösungen erfordern eine doppelte Auslegung der Luftfederanordnung hinsichtlich der Zusatzluftvolumina. Dies verursacht jedoch eine erhöhte Masse und einen erhöhten Raumbedarf. Die erhöhte Masse wirkt sich dabei negativ auf die benötigte Energie zum Betreiben des Schienenfahrzeugs aus, während der erhöhte Raumbedarf Schwierigkeiten bei der Unterbringung der Luftfederanordnung oder anderer Komponenten des Schienenfahrzeugs bedeuten kann.The above solutions require a double design of the air spring arrangement in terms of additional air volumes. However, this causes an increased mass and an increased space requirement. The increased mass has a negative effect on the energy required to operate the rail vehicle, while the increased space requirement can mean difficulties in accommodating the air spring arrangement or other components of the rail vehicle.
Problemstellungproblem
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftfederanordnung für eine Sekundärfederung eines Schienenfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, die die Systemmasse und den Bauraumbedarf verringert.It is therefore an object of the present invention to provide an air spring arrangement for a secondary suspension of a rail vehicle, which reduces the system mass and the space requirement.
Erfindungsgemäße LösungInventive solution
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Luftfederanordnung nach Anspruch 1, ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 15 und ein Verfahren zur Anbindung von Zustazluftvolumina an Luftfedern nach Anspruch 17. Weitere Ausführungsformen, Modifikationen und Verbesserungen ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche.This object is achieved by an air spring arrangement according to claim 1, a rail vehicle according to claim 15 and a method for connecting Zustazluftvolumina to air springs according to claim 17. Further embodiments, modifications and improvements will become apparent from the following description and the appended claims.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Luftfederanordnung für eine sekundäre Luftfederung zwischen Wagenkasten und Drehgestell eines Schienenfahrzeugs zur Verfügung gestellt. Die Luftfederanordnung umfasst eine erste Verbindungsleitung zum Verbinden eines ersten Zusatzluftvolumens mit einer ersten Luftfeder und eine zweite Verbindungsleitung zum Verbinden eines zweiten Zusatzluftvolumens mit einer zweiten Luftfeder. Die Luftfederanordnung weist außerdem einen Druckluftbehälter auf, der ein erstes Zusatzluftvolumen und ein vom ersten Zusatzluftvolumen getrenntes zweites Zusatzluftvolumen zur Verfügung stellt. Die erste Verbindungsleitung ist dabei mit dem ersten Zusatzluftvolumen und die zweite Verbindungsleitung mit dem zweiten Zusatzluftvolumen verbindbar. Die Luftfederanordnung weist zudem einen ersten Anschluss zum Verbinden der ersten Verbindungsleitung mit dem ersten Zusatzluftvolumen und einen zweiten Anschluss zum Verbinden der zweiten Verbindungsleitung mit dem zweiten Zusatzluftvolumen auf. Beide Anschlüsse sind dabei auf derselben Seite des Druckluftbehälters angeordnet. Typischerweise ist der Druckluftbehälter am Wagenkasten oder am Drehgestell eines Schienenfahrzeugs befestigbar, insbesondere ist der Druckluftbehälter am Wagenkasten oder am Drehgestell austauschbar befestigbar. In einer Ausführungsform sind das erste Zusatzvolumen und das zweite Zusatzvolumen durch eine Trennvorrichtung, insbesondere eine Trennwand, in dem Druckluftbehälter getrennt, wobei beide Anschlüsse auf derselben Seite der Trennvorrichtung angeordnet sind. Gemäß manchen Ausführungsformen kann dabei „auf derselben Seite der Trennvorrichtung” bedeuten, dass die Anschlüsse die beiden Verbindungsleitungen auf der Seite des ersten Zusatzluftvolumens oder auf der Seite des zweiten Zusatzluftvolumens angeschlossen sind. Die Anschlüsse können dabei im Bereich einer der beiden Stirnseiten des Druckluftbehälters und/oder im Bereich des Mantels des Druckluftbehälters, beispielsweise in Längsrichtung relativ zur Mitte des Druckluftbehälters in Richtung einer der beiden Stirnseiten versetzt, angeordnet sein.According to one embodiment, an air suspension arrangement for secondary air suspension is provided between the vehicle body and the bogie of a rail vehicle. The air spring arrangement comprises a first connecting line for connecting a first additional air volume with a first air spring and a second connecting line for connecting a second additional air volume with a second air spring. The air spring arrangement also has a compressed air tank, which provides a first additional air volume and a second additional air volume separated from the first additional air volume. The first connecting line is in this case with the first additional air volume and the second connecting line with the second Additional air volume connectable. The air spring arrangement also has a first connection for connecting the first connection line to the first additional air volume and a second connection for connecting the second connection line to the second additional air volume. Both connections are arranged on the same side of the compressed air tank. Typically, the compressed air tank on the car body or on the bogie of a rail vehicle can be fastened, in particular, the compressed air tank on the car body or bogie is replaceable fastened. In one embodiment, the first additional volume and the second additional volume are separated by a separating device, in particular a partition, in the compressed air tank, wherein both ports are arranged on the same side of the separating device. According to some embodiments, "on the same side of the separation device" may mean that the connections are connected to the two connection lines on the side of the first additional air volume or on the side of the second additional air volume. The connections can be arranged in the region of one of the two end faces of the compressed air tank and / or in the region of the jacket of the compressed air tank, for example in the longitudinal direction relative to the center of the compressed air tank in the direction of one of the two end faces.
Die Luftfederanordnung gemäß Ausführungsformen der Erfindung erlaubt durch das Verbinden beider Luftfedern mit zwei getrennten Druckluftvolumina eines einzigen Druckluftbehälters eine Reduzierung der Masse der Luftfederanordnung. Anstatt zwei getrennte Druckluftbehälter bereit zu stellen, wird nun ein Druckluftbehälter bereitgestellt. Insbesondere bei einer im Wesentlichen zylindrischen Ausgestaltung des Druckluftbehälters wirkt dabei das Verhältnis von Volumen zu Oberfläche vorteilhaft, insbesondere bei einer größeren Ausgestaltung des Druckluftbehälters im Vergleich zu bisherigen Druckluftbehältern. Eine reduzierte Masse spart dabei nicht nur Materialkosten, sondern auch Energiekosten beim Betrieb des Schienenfahrzeugs.The air spring assembly according to embodiments of the invention allows by combining both air springs with two separate compressed air volumes of a single compressed air tank, a reduction in the mass of the air spring assembly. Instead of providing two separate compressed air tanks, a compressed air tank is now provided. In particular, in the case of a substantially cylindrical configuration of the compressed air tank, the ratio of volume to surface is advantageous here, in particular in the case of a larger embodiment of the compressed air tank in comparison to previous compressed air tanks. A reduced mass saves not only material costs, but also energy costs during operation of the rail vehicle.
Ein weiterer Vorteil der hierin beschriebenen Luftfederanordnung besteht in dem verringerten und flexibler gestaltbaren Bauraumbedarf. Der eine Druckluftbehälter, der mit beiden Federn verbunden ist, nimmt weniger Platz ein, als zwei getrennte Behälter. Ein verringerter Bauraumbedarf erlaubt eine günstigere Positionierung des Behälters im Schienenfahrzeug, insbesondere in Bezug auf die Position der Luftfedern. Dies wird auch durch die Anschlüsse der Verbindungsleitungen an derselben Seite begünstigt. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es nicht mehr notwendig, auf den Druckluftbehälter von zwei Seiten zuzugreifen. Zum Beispiel musste bei Druckluftbehältern des Stands der Technik an zwei Positionen des Schienenfahrzeugs Bauraum für die Verlegung der Verbindungsleitungen vorgesehen sein. Mit der Luftfederanordnung gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen genügt es, wenn an einer Position des Schienenfahrzeugs Bauraum vorhanden ist. Die dadurch ermöglichte, günstigere Positionierung kann wiederum eine Verkürzung der Verbindungsleitungen zu den Federn erlauben. Kürzere Verbindungsleitungen tragen dabei zusätzlich zur Reduzierung der Masse der Luftfederanordnung bei und wirken positiv auf die Federeigenschaften der Sekundärfederung, durch eine Erhöhung der Nachgiebigkeit bei höheren Frequenzen. Die Ausgestaltung der Verbindungsleitungen zwischen Druckluftbehälter und Luftfedern kann in einigen Ausführungsformen einen symmetrischen Aufbau ermöglichen, der wiederum die Herstellungskosten positiv beeinflusst. Die (insbesondere austauschbare) Befestigung des Druckluftbehälters am Wagenkasten oder an dem Drehgestell erlaubt ein einfaches Austauschen des Druckluftbehälters, zum Beispiel mit einem neuen Druckluftbehälter im Rahmen von Wartungsarbeiten oder mit einem Druckluftbehälter, der nur ein Zusatzluftvolumen aufweist, sofern nur ein gemeinsames Zusatzluftvolumen für beide Luftfedern gewünscht ist. Die Verwendung des Druckluftbehälters mit zwei getrennten Volumina bewahrt außerdem die Möglichkeit, durch die Verwendung von Blenden in den für eine Zwei-Punkt-Regelung der Luftfederung notwendigen Verbindungsleitungen der Luftfedern eine Dämpfung zu realisieren, welche das Wanken des Wagenkastens dämpft. Dies geschieht hierbei, ohne die vertikalen Federungseigenschaften (Dämpfung und Steifigkeit) zu beeinflussen.Another advantage of the air spring assembly described herein is the reduced and more flexibly configurable space requirement. The one compressed air tank, which is connected to both springs, takes up less space than two separate containers. A reduced space requirement allows a more favorable positioning of the container in the rail vehicle, in particular with respect to the position of the air springs. This is also favored by the connections of the connecting lines on the same side. With the solution according to the invention, it is no longer necessary to access the compressed air tank from two sides. For example, in prior art compressed air tanks, installation space had to be provided at two positions of the rail vehicle for routing the connection lines. With the air spring arrangement according to embodiments described herein, it is sufficient if space is available at a position of the rail vehicle. The thus enabled, more favorable positioning can in turn allow a shortening of the connecting lines to the springs. Shorter connecting lines additionally contribute to reducing the mass of the air spring arrangement and have a positive effect on the spring properties of the secondary suspension, by increasing the compliance at higher frequencies. The design of the connecting lines between the compressed air tank and air springs can in some embodiments allow a symmetrical structure, which in turn positively affects the manufacturing cost. The (especially replaceable) attachment of the compressed air tank on the car body or on the bogie allows easy replacement of the compressed air tank, for example, with a new compressed air tank during maintenance or with a compressed air tank, which has only one additional air volume, if only a common additional air volume for both air springs is desired. The use of the compressed air tank with two separate volumes also preserves the possibility to realize by the use of orifices in the necessary for a two-point control of the air suspension connecting lines of the air springs, a damping which dampens the roll of the car body. This is done without affecting the vertical suspension characteristics (damping and stiffness).
Gemäß einer Ausführungsform stehen die erste Verbindungsleitung und die zweite Verbindungsleitung miteinander in fluidischer Verbindung. Dadurch können weitere Regelparameter für den Druckluftstrom zu den Luftfedern beeinflusst werden, wie zum Beispiel ein Ausgleich oder Austausch zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsleitung.According to one embodiment, the first connection line and the second connection line are in fluid communication with each other. As a result, further control parameters for the compressed air flow to the air springs can be influenced, for example a compensation or exchange between the first and the second connecting line.
Die oben beschriebene „fluidische Verbindung” kann zum Beispiel durch eine Ausgleichsleitung realisiert werden. In einer Ausführungsform kann die Ausgleichsleitung einen reduzierten Durchmesser aufweisen und somit zugleich als Drossel zwischen der ersten und der zweiten Luftfeder wirken. Alternativ oder zusätzlich kann eine Blende oder ein Regelventil vorgesehen werden.The above-described "fluidic connection" can be realized for example by a compensation line. In one embodiment, the compensation line may have a reduced diameter and thus at the same time act as a throttle between the first and the second air spring. Alternatively or additionally, a diaphragm or a control valve can be provided.
In einer Ausführungsform stehen die erste Verbindungsleitung und die zweite Verbindungsleitung über eine Blende oder ein Regelventil zum Begrenzen eines fluidischen Stroms zwischen dem ersten und zweiten Zusatzluftvolumen in fluidischer Verbindung. Die Blende oder das Regelventil ermöglicht eine schnelle und zuverlässige Regelung des Stroms zwischen den beiden Verbindungsleitungen. Zusätzlich kann in dieser Ausgestaltung eine Dämpfungsfunktion zum Dämpfen des Wankens des Wagenkastens mittels der Luftfedern realisiert werden. Die Dämpfung des Wankens durch die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsleitung kann dabei kostengünstig und auf einfache Weise in die Luftfederanordnung integriert werden.In one embodiment, the first connection line and the second connection line are in fluid communication via an orifice or control valve for limiting a fluidic flow between the first and second supplemental air volumes. The orifice or control valve allows quick and reliable control of the flow between the two connection lines. In addition, in this embodiment, a damping function for damping the roll of the car body by means of the air springs can be realized. The damping of the rolling through the connection between the first and the second connecting line can be integrated inexpensively and easily into the air spring arrangement.
In einer Ausführungsform kann zumindest eine der beiden Verbindungsleitung einen, innerhalb des Druckluftbehälters verlaufenden Behälterabschnitt aufweisen. Dies vereinfacht die Anordnung beider Verbindungsleitungen an einer Seite des Behälters, bzw. auf einer Seite der Trennvorrichtung, was zu einer einfacheren Positionierung und Montage des Druckluftbehälters und der beiden Verbindungsleitungen führt. Ein solcher Behälter lässt sich wesentlich einfacher und besser positionieren als zwei separate Behälter oder ein Behälter, dessen Anschlüsse an zwei verschiedenen Seiten angeordnet sind. Die Art des Anschlusses von zwei Zusatzluftvolumen an derselben Seite des Druckluftbehälters, bzw. der Trennvorrichtung, wie zum Beispiel über einen Klöpperboden ist auch übertragbar auf den Anschluss von mehr als zwei Volumina (z. B. bei der Verwendung von Jakobsdrehgestellen mit vier Luftfedern).In one embodiment, at least one of the two connecting lines may have a container section running inside the compressed air tank. This simplifies the arrangement of both connecting lines on one side of the container, or on one side of the separating device, which leads to a simpler positioning and mounting of the compressed air tank and the two connecting lines. Such a container is much easier and better position than two separate containers or a container whose connections are arranged on two different sides. The type of connection of two additional air volumes on the same side of the compressed air tank, or separator, such as via a dished bottom, is also transferable to the connection of more than two volumes (eg, when using Jacobs bogies with four air springs).
Nach einer Ausführungsform der hierin beschriebenen Luftfederanordnung weist der Druckluftbehälter zwei Klöpperböden auf, wobei der erste Anschluss für die erste Verbindungsleitung und der zweite Anschluss für die zweite Versorgungsanordnung an demselben Klöpperboden mit dem Druckluftbehälters verbunden sind. Neben den oben genannten Vorteilen der Anordnung der beiden Anschlüsse an derselben Seite des Druckluftbehälters, bzw. der Trennvorrichtung, kann die Ausgestaltung mittels Klöpperboden Herstellungskosten sparen, da einer der Klöpperböden vor dem Zusammensetzen des Druckluftbehälters unkompliziert angepasst werden kann.According to one embodiment of the air spring arrangement described herein, the compressed air tank on two dished ends, wherein the first connection for the first connection line and the second connection for the second supply arrangement are connected to the same dished bottom with the compressed air tank. In addition to the above-mentioned advantages of the arrangement of the two ports on the same side of the compressed air tank, or the separator, the design can save manufacturing costs by means of dished bottom, since one of the dished ends can be easily adjusted before assembling the compressed air tank.
In einem Beispiel können das ersten Zusatzluftvolumen und das zweite Zusatzluftvolumen des Druckluftbehälters durch eine Trennwand getrennt sein. Dies stellt eine einfache und kostengünstige Realisierung der beiden Volumina in einem Druckluftbehälter dar. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Luftfederanordnung kann die Position der Trennwand innerhalb des Druckluftbehälters einstellbar, zum Beispiel verschiebbar, sein. Die Größen des ersten und des zweiten Zusatzvolumen können durch eine Verschiebung der Zwischenwand variiert werden, zum Beispiel um das durch die eingesetzten Rohre reduzierte Volumen zu kompensieren. Gemäß einer Ausführungsform können über die Position der Trennwand innerhalb des Behälters die bereitgestellten Luftvolumina für die erste und die zweite Luftfeder (zusammengesetzt aus dem Volumen in dem Druckluftbehälter und dem Volumen in den Verbindungsleitungen) identisch groß sein. Dies kann zum Beispiel auch erfolgen, um das (eventuell) unterschiedliche Volumen der beiden Behälterabschnitte der Versorgungsleitungen in dem Druckluftbehälter auszugleichen. In einem Beispiel liegt daher die Trennwand nicht mittig innerhalb des Druckluftbehälters, sondern in Richtung eines der beiden Zusatzluftvolumen verschoben.In one example, the first additional air volume and the second additional air volume of the compressed air tank may be separated by a partition wall. This represents a simple and cost-effective realization of the two volumes in a compressed air tank. In one embodiment of the air spring arrangement according to the invention, the position of the partition within the compressed air tank can be adjustable, for example displaceable. The sizes of the first and the second additional volume can be varied by a displacement of the intermediate wall, for example, to compensate for the volume reduced by the tubes used. According to one embodiment, the air volumes provided for the first and the second air springs (composed of the volume in the compressed-air reservoir and the volume in the connecting lines) can be identical across the position of the partition wall inside the container. This can also be done, for example, to compensate for the (possibly) different volume of the two container sections of the supply lines in the compressed air tank. In one example, therefore, the partition is not centered within the compressed air tank, but shifted in the direction of one of the two additional air volume.
In einer Ausführungsform weist der Druckluftbehälter eine Längsrichtung und eine Querrichtung auf, wobei die Trennwand im Wesentlichen in Querrichtung in dem Druckluftbehälter verläuft. Zum Beispiel kann ein im Wesentlichen zylinderförmiger Druckluftbehälter zur Verfügung gestellt werden, der eine Längsrichtung und eine Querrichtung aufweist, wobei die Querrichtung in radialer Richtung des im Wesentlichen zylinderförmigen Druckluftbehälters verläuft. Die Form der Trennwand kann daher in einer Ausführungsform im Wesentlichen dem Querschnitt des Druckluftbehälters entsprechen. Die Anordnung der Trennwand in Querrichtung des Druckluftbehälters kann eine große Stabilität der beiden Volumina und gute Strömungsbedingungen gewährleisten.In one embodiment, the compressed air tank has a longitudinal direction and a transverse direction, wherein the partition wall extends substantially in the transverse direction in the compressed air tank. For example, a substantially cylindrical compressed air tank may be provided having a longitudinal direction and a transverse direction, the transverse direction extending in the radial direction of the substantially cylindrical compressed air tank. The shape of the partition can therefore correspond in one embodiment substantially to the cross section of the compressed air tank. The arrangement of the partition in the transverse direction of the compressed air tank can ensure a high stability of the two volumes and good flow conditions.
Gemäß einer Ausführungsform verlaufen ein Behälterabschnitt der ersten Verbindungsleitung und ein Behälterabschnitt der zweiten Verbindungsleitung jeweils innerhalb des Druckluftbehälters. Der innerhalb des Druckluftbehälters verlaufende Behälterabschnitt der ersten Verbindungsleitung und der innerhalb des Druckluftbehälters verlaufende Behälterabschnitt der zweiten Verbindungsleitung können ungefähr die gleiche Länge aufweisen. Insbesondere können die beiden Behälterabschnitte der ersten Verbindungsleitung und der zweiten Verbindungsleitung einen Längenunterschied von nicht mehr als 15% bis 20% bezogen auf den längeren der beiden innerhalb des Druckluftbehälters verlaufenden Behälterabschnitte aufweisen. Dabei können die Behälterabschnitte beispielsweise durch Rohre (gerade oder gebogen) gebildet werden. Die vergleichbare Länge der beiden Verbindungsleitungen stellt eine symmetrische Luftdruckeigenschaften in den Federn sicher. Durch die sehr ähnlichen oder gleichen fluidmechanischen Bedingungen können die beiden Federn zielgerecht angesteuert und betrieben werden. Gemäß einer Ausführungsform kann der Längenunterschied bei gerade und im Wesentlichen parellel geführten Rohren, ungefär 1,5·Durchmesser des Rohres betragen. In einem Beispiel kann die Längendifferenz der Behälterabschnitte der ersten Verbindungsleitung und der zweiten Vebindungsleitung ungefähr zwischen 45 cm und ungefähr 65 cm liegen. In einer Ausführungsform kann durch eine entsprechende Formgebung (Krümmung/Abwinkeln des Rohrendes) des kürzeren Rohres die Länge identisch gestaltet und gleichzeitig dadurch das Strömungsverhalten verbesssert werden.According to one embodiment, a container portion of the first connection line and a container portion of the second connection line each extend within the compressed air tank. The container portion of the first connection line extending inside the compressed air container and the container portion of the second connection line extending inside the compressed air container may have approximately the same length. In particular, the two container sections of the first connecting line and the second connecting line may have a difference in length of not more than 15% to 20% relative to the longer of the two container sections extending within the compressed air tank. In this case, the container sections can be formed, for example, by tubes (straight or curved). The comparable length of the two connecting lines ensures a symmetrical air pressure properties in the springs. Due to the very similar or the same fluid mechanical conditions, the two springs can be targeted and operated. According to one embodiment, the length difference for straight and substantially parallel tubes may be about 1.5 x diameter of the tube. In one example, the length difference of the container portions of the first connection line and the second connection line may be approximately between about 45 cm and about 65 cm. In one embodiment, by a corresponding shaping (bending / bending of the tube end) of the shorter tube, the length can be made identical and at the same time the flow behavior can be improved.
Der Vorteil bei einer geraden Gestaltung der Behälterabschnitte, bzw. des Behälterabschnitts der ersten Verbindunsgleitung, ist der einfache Aufbau. Nachteile können sich dabei jedoch aus der (wenn auch nur geringen) Längendifferenz der unterschiedliche Rohrlängen und der daraus resultierenden unterschiedliche Luftsäulenlängen ergeben. Unterschiedlichen Luftsäulenlängen ziehen ein unterschiedliches Dämpfungsverhalten der beiden Regelkreise der beiden Luftfedern nach sich. Deshalb sollte bei einer geraden Verrohrung eine Berechnung über die genauen Unterschiede Aufschluss geben. Bei einer gekrümmten Verrohrung eines der beiden Behälterabschnitte der Verbindungsleitungen entspricht die Länge des gekrümmten Rohres der Länge des geraden Rohres. Der Vorteil bei der gekrümmten Gestaltung ist die gleiche Rohrlänge der Behälterabschnitte, die daraus resultierenden gleichen Luftsäulenlängen und damit ein nahezu gleiches Dämpfungsverhalten beider Luftfedern. The advantage of a straight design of the container sections, or of the container section of the first connecting line, is the simple construction. However, disadvantages can result from the (even if only small) length difference of the different tube lengths and the resulting different air column lengths. Different air column lengths entail a different damping behavior of the two control circuits of the two air springs. Therefore, a straight piping calculation should give an idea of the exact differences. In a curved casing of one of the two container portions of the connecting lines, the length of the curved tube corresponds to the length of the straight tube. The advantage of the curved design is the same tube length of the container sections, the resulting same air column lengths and thus a nearly equal damping behavior of both air springs.
In einem Beispiel sind der Behälterabschnitt der ersten Verbindungsleitung und der Behälterabschnitt der zweiten Verbindungsleitung innerhalb des Druckluftbehälters aneinander befestigt. Die Verbindung der Behälterabschnitte aneinander erhöht die Stabilität der Luftfederanordnung und vermeidet unabhängige Schwingungen der einzelnen Behälterabschnitte. Die Verbindung der Behälterabschnitte kann im Behälter, z. B. über eine geschweißte Schelle am anderen Rohr, bereitgestellt werden.In one example, the container portion of the first connection line and the container portion of the second connection line are secured together within the compressed air tank. The connection of the container sections together increases the stability of the air spring assembly and avoids independent vibrations of the individual container sections. The connection of the container sections can in the container, for. B. via a welded clamp on the other tube, are provided.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Druckluftbehälter eine kreiszylindrische Form mit einem Außendurchmesser D auf, wobei mindestens eine der beiden Stirnenden, insbesondere jedoch beide Stirnenden, des Druckluftbehälters von einem Klöpperboden gebildet wird. Ein erster Anschluss für den Anschluss der ersten Verbindungsleitung an das Zusatzluftvolumen und ein zweiter Anschluss für den Anschluss der zweiten Verbindungsleitung an das Zusatzluftvolumen sind am Klöpperboden in einem Bereich mit einem Radius von 0,4 × D um eine Längsachse des Druckluftbehälters angeordnet. Der Außendurchmesser D kann in einem Beispiel Werte zwischen ungefähr 20 cm bis ungefähr 50 cm annehmen. Dabei können die ersten und zweiten Anschlüsse einen gleichen oder einen unterschiedlichen Abstand zur Längsachse des Druckluftbehälters aufweisen. Die Position der Anschlüsse am Klöpperboden können in dem Bereich mit einem Radius von mind. 0,4·D frei gewählt werden. Hierdurch ist eine Platzierung des Behälters noch variabler.According to one embodiment, the compressed air tank has a circular cylindrical shape with an outer diameter D, wherein at least one of the two front ends, but in particular both front ends of the compressed air tank is formed by a dished bottom. A first connection for connecting the first connecting line to the additional air volume and a second connection for connecting the second connecting line to the additional air volume are arranged on the dished bottom in a region with a radius of 0.4 × D about a longitudinal axis of the compressed air tank. The outer diameter D may in one example assume values between about 20 cm to about 50 cm. In this case, the first and second ports may have the same or a different distance to the longitudinal axis of the compressed air tank. The position of the connections on the dished bottom can be freely selected in the range with a radius of at least 0.4 · D. As a result, a placement of the container is even more variable.
Der Druckluftbehälter kann in einem weiteren Beispiel mehr als zwei Zusatzluftvolumina aufweisen. Dabei kann jeweils eine Verbindungsleitung jedes Zusatzluftvolumen des Druckluftbehälters mit jeweils einer Luftfeder einer Sekundärfederung zwischen Wagenkasten und Drehgestellt eines Schienenfahrzeugs verbinden. Damit können zum Beispiel auch drei oder vier Luftfedern (zum Beispiel vier Luftfedern für ein Jakobsdrehgestell) an den einen Druckluftbehälter mit den mehreren Zusatzluftvolumina angeschlossen werden. Dadurch wird die Konstruktion komplexerer Sekundärfederungen vereinfacht und sowohl die Gesamtmasse des Sekundärfederungssystems als auch der benötigte Einbauraum reduziert.The compressed air tank may have more than two additional air volumes in another example. In this case, in each case connect a connecting line each additional air volume of the compressed air tank, each with an air spring of a secondary suspension between the car body and turn position of a rail vehicle. Thus, for example, three or four air springs (for example, four air springs for a Jakobsdrehgestell) can be connected to the one compressed air tank with the several additional air volumes. This simplifies the design of more complex secondary springs and reduces both the overall mass of the secondary suspension system and the required installation space.
In einer Ausführungsform weist der Druckluftbehälter einer Luftfederanordnung ein Befestigungselement auf, um den Druckluftbehälter an einem Schienenfahrzeug, insbesondere an einem Wagenkasten oder einem Drehgestell eines Schienenfahrzeugs anbringen zu können. In einem Beispiel kann das Befestigungselement ein Bügel, eine Schlaufe, eine Einkerbung, ein Spannband oder dergleichen sein.In one embodiment, the compressed air tank of an air spring arrangement has a fastening element in order to be able to attach the compressed air tank to a rail vehicle, in particular to a car body or a bogie of a rail vehicle. In an example, the fastener may be a strap, a loop, a notch, a strap, or the like.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Schienenfahrzeug mit einer Sekundärfederung zwischen dem Drehgestell und dem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs zur Verfügung gestellt, wobei die Sekundärfederung je Drehgestell eine erste Luftfeder und eine zweite Luftfeder aufweist. Das Schienenfahrzeug weist außerdem eine Aufnahme für eine Luftfederanordnung gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen auf. Insbesondere kann das Schienenfahrzeug eine Aufnahme für den Druckluftbehälter der Luftfederanordnung aufweisen. In einem Beispiel kann die Aufnahme eine Befestigung des Druckluftbehälters der Luftfederanordnung am Wagenkasten oder am Drehgestell des Schienenfahrzeugs ermöglichen. Zum Beispiel kann das Schienenfahrzeug die Aufnahme in Form einer Ausformung (z. B. ein entsprechender Einbauraum oder ein ausgebildeter Zwischenraum), einer Befestigungsvorrichtung (z. B. in Form von Befestigungs- oder Spannbändern, Befestigungs- oder Spannschellen, Verschraubungen und dergleichen), und/oder einer komplementären Struktur zur Verfügung stellen. In einer Ausführungsform wird ein Schienenfahrzeug mit einer Luftfederanordnung bereitgestellt.According to one embodiment, a rail vehicle with a secondary suspension between the bogie and the car body of the rail vehicle is provided, wherein the secondary suspension per bogie has a first air spring and a second air spring. The rail vehicle also has a receptacle for an air spring arrangement according to embodiments described herein. In particular, the rail vehicle may have a receptacle for the compressed air tank of the air spring arrangement. In one example, the receptacle may allow attachment of the compressed air reservoir of the air spring assembly to the car body or to the bogie of the rail vehicle. For example, the rail vehicle may take up the accommodation in the form of a formation (eg a corresponding installation space or a trained intermediate space), a fastening device (eg in the form of fastening or tension bands, fastening or tension clamps, screw connections and the like), and / or a complementary structure. In one embodiment, a rail vehicle is provided with an air spring assembly.
Nach einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Versorgen von Luftfedern einer Sekundärfederung zwischen Wagenkasten und Drehgestell eines Schienenfahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer ersten Druckluftverbindung zwischen einem ersten Zusatzluftvolumen eines Druckluftbehälters und einer ersten Luftfeder einer Sekundärfederung und das Bereitstellen einer zweiten Druckluftverbindung zwischen einem vom ersten Zusatzluftvolumen getrennten zweiten Zusatzluftvolumen desselben Druckluftbehälters und einer zweiten Luftfeder der Sekundärfederung. Das Verfahren umfasst weiterhin das Verbinden der ersten Druckluftverbindung mit dem ersten Zusatzluftvolumen an einer Seite des Druckluftbehälters, bzw. der das erste und das zweite Zusatzvolumen trennenden Trennvorrichtung, und das Verbinden der zweiten Druckluftverbindung mit dem zweiten Zusatzluftvolumen an derselben Seite des Druckluftbehälters, bzw. der Trennvorrichtung. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin das Bereitstellen einer mittels einer Blende oder eines einstellbaren Ventils geregelten fluidische Verbindung zwischen der ersten Druckluftverbindung und der zweiten Druckluftverbindung zum Regeln des Druckluftstroms zwischen der ersten und der zweiten Druckluftverbindung.According to one embodiment, there is provided a method of providing air springs for secondary suspension between the vehicle body and the bogie of a rail vehicle. The method comprises providing a first compressed air connection between a first additional air volume of a compressed air tank and a first air spring of a secondary suspension and providing a second compressed air connection between a second additional air volume of the same compressed air tank separated from the first additional air volume and a second air spring of the secondary suspension. The method further comprises connecting the first compressed air connection with the first additional air volume on one side of the compressed air tank, or the separating the first and the second additional volume separating device, and connecting the second compressed air connection with the second additional air volume on the same side of the compressed air tank, or the separating device. According to one embodiment, the method further comprises providing a fluidic connection between the first compressed air connection and the second compressed air connection regulated by means of a diaphragm or an adjustable valve for regulating the compressed air flow between the first and the second compressed air connection.
Die beschriebene Luftfederanordnung nach Ausführungsformen der Erfindung kann in allen Schienenfahrzeugen mit einer Sekundärfederung, aber auch in anderen Fahrzeugen verwendet werden.The described air spring arrangement according to embodiments of the invention can be used in all rail vehicles with a secondary suspension, but also in other vehicles.
Figurencharacters
Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Die Elemente der Zeichnungen sind relativ zueinander und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechend ähnliche Teile.The accompanying drawings illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. The elements of the drawings are relative to one another and not necessarily to scale. Like reference numerals designate corresponding parts accordingly.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die Luftfederanordnung
Die Verbindungsleitungen
In
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Luftfederanordnung ergibt sich damit durch die verbesserten Möglichkeiten zur Bauraumgestaltung um den Druckluftbehälter. Generell können verschiedene, hier nicht gezeigte Varianten der Verbindungsleitungzuführung eingesetzt werden, ohne vom Schutzumfang abzuweichen.An advantage of the air spring arrangement according to the invention thus results from the improved possibilities for space design around the compressed air tank. In general, different, not shown here variants of the connection line feed can be used without departing from the scope.
Der Mittelteil
Der Druckluftbehälter
Wie aus den
Die
Wie der Fachmann den
Der Volumenunterschied durch die zwei (im Fall von geraden Leitungen unterschiedlich langen) Behälterabschnitte zwischen dem ersten Zusatzvolumen
Wie oben beschrieben, werden die beiden Verbindungsleitungen von zwei getrennten Volumina in dem Druckluftbehälter
Das Regelventil kann von außen angesteuert sein und an einen Kontrollmechanismus für die Luftfedern (in den
An der Außenseite des Druckluftbehälters
Das Befestigungselement
Gemäß einer Ausführungsform kann der Druckluftbehälter auch mehr als zwei Druckluftvolumina aufweisen. Dafür können weitere Trennwände innerhalb des Druckluftbehälters vorgesehen sein, die sich in Querrichtung oder aber auch in Längsrichtung des Druckluftbehälters erstrecken können.According to one embodiment, the compressed air tank may also have more than two compressed air volumes. For this purpose, further partitions may be provided within the compressed air tank, which may extend in the transverse direction or in the longitudinal direction of the compressed air tank.
Durch die Luftfederanordnung nach hierin beschriebenen Ausführungsformen können etliche Effekte erzielt werden. Zum Beispiel können durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Luftfederanordnung ein verringerter Raumbedarf, eine verbesserte Möglichkeiten der Integration, z. B. mit elektrischen Komponenten, und eine vereinfachte Konfiguration der Anschlüsse am Stirnende des Behälters realisiert werden. Zudem ist die erfindungsgemäße Luftfederanordnung sehr flexibel in der Gestaltung und kann an die Bedürfnisse und Wünsche eines Kunden angepasst werden. Zum Beispiel kann eine Verbindung zwischen den beiden getrennten Volumina wie oben beschrieben durch eine Verbindung zwischen den Rohrenden am Behälterausgang konfiguriert werden. Das Anschlussrohr für das vordere Volumen kann in einem weiteren Beispiel verlängert werden, um die Masse der im Rohr bewegten Luft für beide Anschlüsse auszugleichen. Eine in den Behälter eingesetzte Schelle kann dabei das Anschlussrohr stützen und verhindern, dass das Anschlussrohr in Schwingung gerät.By the air spring assembly according to embodiments described herein, several effects can be achieved. For example, by using the air spring assembly according to the invention, a reduced space requirement, improved possibilities of integration, for. B. with electrical components, and a simplified configuration of the connections at the front end of the container can be realized. In addition, the air spring assembly according to the invention is very flexible in design and can be adapted to the needs and wishes of a customer. For example, a connection between the two separate volumes may be configured as described above by a connection between the tube ends at the container exit. In another example, the front volume connection tube may be lengthened to balance the mass of air moving in the tube for both ports. A clamp inserted into the container can support the connecting pipe and prevent the connecting pipe from vibrating.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- LuftfederanordnungAir spring arrangement
- 103103
- Durchmesserdiameter
- 104104
- BereichArea
- 110110
- DruckluftbehälterAir receiver
- 111111
- erstes Zusatzluftvolumenfirst additional air volume
- 112112
- zweites Zusatzluftvolumensecond additional air volume
- 113, 114113, 114
- Klöpperbödendished ends
- 115115
- Längsachse des DruckluftbehältersLongitudinal axis of the compressed air tank
- 116116
- Mittelteil des DruckluftbehältersMiddle part of the compressed air tank
- 117117
- Querrichtung des DruckluftbehältersTransverse direction of the compressed air tank
- 121, 122121, 122
- Verbindungsleitungeninterconnectors
- 131, 132131, 132
- Luftfedernair springs
- 141, 142141, 142
- Anschluss an DruckluftbehälterConnection to compressed air tank
- 150150
- Verbindung der Verbindungsleitungen, RegelventilConnection of connecting lines, control valve
- 161, 162161, 162
- Behälterabschnitte der VerbindungsleitungenContainer sections of the connecting lines
- 165165
- Befestigungselement der BehälterabschnitteFastener of the container sections
- 170170
- Trennwandpartition wall
- 180180
- Befestigungselement, BügelFastener, bracket
- 190190
- Längsträger des FahrzeugsSide member of the vehicle
- 195195
- Ausgleichsleitungcompensation line
- 196196
- Freiraumfree space
Claims (18)
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