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Die Erfindung bezieht auf ein Fahrzeug mit einem Fahrgestell, einem Wagenkasten, einer fahrgestelleigenen Verstelleinrichtung, die den Wagenkasten relativ zum Fahrgestell anheben oder absenken kann, und einer am Wagenkasten angebrachten Komponente.
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Das Dokument
DE 20 2014 105 377 U1 betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung und Rückgewinnung von Energie beim Betrieb eines auf Rädern bewegten Fahrzeuges.
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Das Dokument
DE 10 2017 107 798 A1 betrifft ein Niveauregelsystem für ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug mit wenigstens einem hydraulisch betätigbaren Niveauregelzylinder und einem Niveauregelkolben, wobei im Niveauregelkolben der Niveauregelzylinder beweglich geführt ist zur Einstellung des Niveaus des Schienenfahrzeugs.
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Das Dokument
DE 103 15 000 Al betrifft ein Schienenfahrzeug mit einem Unterbau und einem darüber angeordneten Wagenkasten, wobei zumindest zwischen dem Wagenkasten und dem Unterbau eine Federstufe vorgesehen ist.
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Bei heutzutage im Einsatz befindlichen Schienenfahrzeugen haben wagenkastenfeste Komponenten gegenüber drehgestellfesten Komponenten den Nachteil, dass sie Relativbewegungen gegenüber der Schiene ausüben. Komponenten wie zum Beispiel Antennen und Radargeräte sollen aber stets - unter Berücksichtigung von Toleranzen - mit einem fest vorgegebenen vertikalen Abstand gegenüber dem Gleisbett positioniert sein, sodass solche Komponenten in der Regel am Drehgestell angebracht werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit fahrgestelleigener Verstelleinrichtung anzugeben, das mit Blick auf vertikale Bewegungen des Wagenkastens verbesserte Eigenschaften aufweist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sind in Unteransprüchen angegeben.
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Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Komponente eine wagenkasteneigene Verstelleinrichtung zugeordnet ist, die mit der fahrgestelleigenen Verstelleinrichtung gekoppelt ist und bei einem Anheben des Wagenkastens die Komponente absenkt und bei einem Absenken des Wagenkastens die Komponente anhebt.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist darin zu sehen, dass die zusätzlich vorgesehene wagenkasteneigene Verstelleinrichtung eine vertikale Gegenbewegung wagenkasteneigener Komponenten bewirken kann, wodurch beispielsweise der vertikale Abstand zwischen einer im Bereich des Wagenkastenbodens angebrachten Komponente und - im Falle eines Schienenfahrzeugs - dem Gleisbett konstant oder zumindest näherungsweise konstant gehalten werden kann.
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Vorteilhaft ist es, wenn beim Verstellen der Verstellhub der wagenkasteneigenen Verstelleinrichtung und der Verstellhub der fahrgestelleigenen Verstelleinrichtung identisch sind.
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Die Komponente ist vorzugsweise am Wagenkastenboden angebracht und die wagenkasteneigene Verstelleinrichtung hält den Abstand zwischen Boden und Komponente vorzugsweise konstant.
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Die wagenkasteneigene Verstelleinrichtung und die fahrgestelleigene Verstelleinrichtung sind bevorzugt pneumatisch gesteuerte Einrichtungen, die miteinander durch eine Druckluftleitung verbunden sind.
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Bei der letztgenannten Variante ist es von Vorteil, wenn die fahrgestelleigene Verstelleinrichtung im Falle eines Druckanstiegs in der Druckluftleitung den Wagenkasten anhebt und im Falle eines Druckabfalls den Wagenkasten absenkt und die wagenkasteneigene Verstelleinrichtung im Falle eines Druckanstiegs in der Druckluftleitung den Wagenkasten absenkt und im Falle eines Druckabfalls den Wagenkasten anhebt.
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Die wagenkasteneigene Verstelleinrichtung umfasst vorzugsweise eine Hebeleinrichtung mit zumindest einem um eine wagenkastenfeste Schwenkachse schwenkbaren Hebel, der mit einem ersten Hebelarm mittelbar oder unmittelbar an der verstellbaren Komponente und mit einem zweiten Hebelarm an einem axial verschieblichen Teil der wagenkasteneigenen Verstelleinrichtung angebunden ist.
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Bei der letztgenannten Variante kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass der erste und zweite Hebelarm einen Winkel zueinander zwischen 70 und 110 Grad aufweisen; andere Winkel können jedoch je nach Ausgestaltung der Hebeleinrichtung auch in Frage kommen.
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Die Hebeleinrichtung weist vorzugsweise mindestens zwei Gruppen an Hebeln auf, wobei bei jeder Gruppe die Hebelarme in derselben Schwenkebene liegen und die Schwenkebenen der Gruppen zueinander parallel sind.
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Die wagenkasteneigene Verstelleinrichtung umfasst vorzugsweise einen wagenkastenfesten Pneumatikzylinder, der mit der Druckluftleitung verbunden ist und einen axial verschieblichen Kolben aufweist, wobei der Kolben in Abhängigkeit von der jeweiligen Druckbeaufschlagung durch die Druckluftleitung bewegt wird.
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Bei der letztgenannten Variante ist es von Vorteil, wenn der Kolben horizontal angeordnet ist und mit einem hebelseitig abgestützten Schlitten der wagenkasteneigenen Verstelleinrichtung verbunden ist, wobei der Kolben im Falle einer axialen Bewegung den Schlitten horizontal verschiebt und der Schlitten durch die hebelseitige Abstützung - je nach der horizontalen Bewegungsrichtung des Kolbens - angehoben oder abgesenkt wird.
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Zwischen dem Schlitten und zumindest einem wagenkastenfesten Halteteil der wagenkasteneigenen Verstelleinrichtung ist bevorzugt eine eine oder mehrere Federn umfassende Federeinrichtung angeordnet, deren Federkraft die Komponente in deren obere Endlage anhebt, wenn der Druck in der Druckluftleitung einen vorgegebenen Minimalwert erreicht oder unterschreitet.
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Die wagenkasteneigene Verstelleinrichtung umfasst bevorzugt einen Kniehebelmechanismus, der in der maximal angehobenen Stellung der Komponente eine Knieverriegelungsstellung einnimmt.
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Bei der Komponente handelt es sich vorzugsweise um eine Antenne, ein Radargerät, einen Bestandteil eines Radargeräts oder einen Magneten.
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Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Schienenfahrzeug; die wagenkasteneigene Verstelleinrichtung hält vorzugsweise den Abstand zwischen der Komponente und einem von dem Schienenfahrzeug befahrenen Gleisbett konstant.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft:
- 1 Bestandteile eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, bei dem eine Komponente mit einer wagenkasteneigenen Verstelleinrichtung verstellbar ist,
- 2 die Komponente und die wagenkasteneigene Verstelleinrichtung des Schienenfahrzeugs gemäß 1 näher im Detail,
- 3 eine bevorzugte Ausgestaltung der wagenkasteneigenen Verstelleinrichtung des Schienenfahrzeugs gemäß 1 näher im Detail.
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In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Die 1 zeigt Bestandteile eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug 1. Man erkennt ein Fahrgestell 10 und einen benachbarten Wagenkasten 20.
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Das Fahrgestell 10 ist mit einer fahrgestelleigenen Verstelleinrichtung 30 ausgestattet, die den Wagenkasten 20 relativ zum Fahrgestell 10 vertikal entlang der Bewegungsrichtung Z in 1 anheben oder absenken kann.
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Am Wagenkasten 20 ist eine Komponente 40 angebracht, bei der es sich beispielsweise um eine Antenne, ein Radargerät, einen Bestandteil eines Radargeräts oder einen Magnet handeln kann.
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Der Komponente 40 ist eine wagenkasteneigene Verstelleinrichtung 50 zugeordnet, die mit der fahrgestelleigenen Verstelleinrichtung 30 gekoppelt ist und bei einem Anheben des Wagenkastens 20 die Komponente 40 absenkt und bei einem Absenken des Wagenkastens 20 die Komponente 40 anhebt. Die 2 zeigt die Komponente 40 näher im Detail.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 sind die wagenkasteneigene Verstelleinrichtung 50 und die fahrgestelleigene Verstelleinrichtung 30 pneumatisch gesteuerte Einrichtungen, die miteinander durch eine Druckluftleitung 60 verbunden sind. Die fahrgestelleigene Verstelleinrichtung 30 kann beispielsweise eine Druckluftfeder 31 umfassen, die mit der Druckluftleitung 60 verbunden ist und sich in Abhängigkeit vom Druck in der Druckluftleitung vergrößert oder verkleinert.
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Im Falle eines Druckanstiegs in der Druckluftleitung 60 hebt die fahrgestelleigene Verstelleinrichtung 30 den Wagenkasten 20 an; im Falle eines Druckabfalls senkt die fahrgestelleigene Verstelleinrichtung 30 den Wagenkasten 20 ab.
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Die wagenkasteneigene Verstelleinrichtung 50 arbeitet - verglichen mit der fahrgestelleigenen Verstelleinrichtung 30 - invers: Im Falle eines Druckanstiegs in der Druckluftleitung 60 senkt sie die Komponente 40 ab und im Falle eines Druckabfalls hebt sie die Komponente 40 an.
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Der Verstellhub der wagenkasteneigenen Verstelleinrichtung 50 und der Verstellhub der fahrgestelleigenen Verstelleinrichtung 30 sind vorzugsweise identisch oder zumindest näherungsweise identisch, sodass der Abstand dZ zwischen dem Gleisbett 11 und der am Wagenkastenboden 12 angebrachten Komponente 40 durch die wagenkasteneigene Verstelleinrichtung 50 konstant oder zumindest näherungsweise konstant gehalten wird.
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Die wagenkasteneigene Verstelleinrichtung 50 umfasst bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 eine Hebeleinrichtung mit zwei einander beabstandet gegenüberliegenden Gruppen an Hebeln, wie die 3 näher im Detail zeigt.
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Die in der 3 hintere Gruppe wird durch zwei Hebel 51-52 und die in der 3 vordere Gruppe wird durch zwei Hebel 53-54 gebildet. Die Hebeleinrichtung gemäß 3 umfasst also insgesamt vier Hebel 51-54, die jeweils um eine eigene hebeleigene, wagenkastenfeste Schwenkachse S schwenkbar sind. Die Schwenkachsen S sind an jeweils einem von zwei parallelen wagenkastenfesten Halteteilen 21 angebracht.
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Die Hebel 51-52 der hinteren Gruppe liegen in einer hinteren Schwenkebene und die Hebel 53-54 der vorderen Gruppe liegen in einer vorderen Schwenkebene. Die Schwenkebenen der zwei Gruppen sind zueinander parallel.
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Ein erster Hebelarm A1 eines jeden Hebels 51-54 ist mittelbar oder unmittelbar an der verstellbaren Komponente 40 angebunden. Ein zweiter Hebelarm A2 eines jeden Hebels 51-54 ist an einem Schlitten 57 angebunden.
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Der Winkel zwischen dem ersten und zweiten Hebelarm liegt bei den Hebeln vorzugsweise jeweils in einem Winkelbereich zwischen 70 und 110 Grad, jedoch sind auch andere Winkel je nach der konkreten konstruktiven Ausgestaltung der Hebeleinrichtung denkbar.
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Die 3 zeigt außerdem eine bevorzugte Ausgestaltung des Antriebs der wagenkasteneigenen Verstelleinrichtung 50 näher im Detail. Die Verstelleinrichtung 50 gemäß 3 weist einen wagenkastenfesten Pneumatikzylinder 55 auf, der mit der Druckluftleitung 60 verbunden ist und einen axial verschieblichen Kolben 56 umfasst. Der Kolben 56 wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Druckbeaufschlagung durch die Druckluftleitung 60 vorzugsweise horizontal, also in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung, bewegt.
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Der horizontal angeordnete Kolben 56 ist mit dem durch die vier Hebel 51-54 abgestützten Schlitten 57 verbunden. Im Falle einer axialen Bewegung des Kolbens 56 verschiebt dieser den Schlitten 57 horizontal, wodurch es - durch die hebelseitige Abstützung - je nach der Bewegungsrichtung des Kolbens 56 - zusätzlich zu einer vertikalen Bewegung des Schlittens 57 kommt, dieser also angehoben oder abgesenkt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 wird bei einer Bewegung des Kolbens 56 in den Pneumatikzylinder 55 hinein der Schlitten 57 und damit die Komponente 40 angehoben; bei entgegengesetzter Bewegungsrichtung kommt es zu einem Absenken des Schlittens 57 und der Komponente 40.
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Um sicherzustellen, dass die Komponente 40 im Falle eines Druckabfalls in der Druckluftleitung 60 stets angehoben wird und eine definierte obere Endlage erreicht, wenn der Druck in der Druckluftleitung 60 einen vorgegebenen Minimalwert erreicht oder unterschreitet, ist zwischen dem Schlitten 57 und dem Wagenkasten 20 eine Federeinrichtung 58 angeordnet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 umfasst die Federeinrichtung vier Federn 58a, die jeweils mit einem Federende an einem der zwei wagenkastenfesten Halteteilen 21 angebracht sind und mit ihrem jeweils anderen Federende an dem Schlitten 57 bzw. an einem der zweiten Hebelarme A2 angebracht sind.
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Die Federkraft der vier Federn 58a und damit die Federkraft der Federeinrichtung 58 insgesamt ist derart bemessen, dass deren Federkraft die Komponente 40 in die obere Endlage anhebt und den Kolben 56 in den Pneumatikzylinder 55 hineindrückt, wenn der Druck in der Druckluftleitung 60 einen vorgegebenen Minimalwert erreicht oder unterschreitet.
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Die wagenkasteneigene Verstelleinrichtung 50 kann darüber hinaus einen nicht weiter gezeigten Kniehebelmechanismus umfassen, der in der maximal angehobenen Stellung der Komponente 40 eine Knieverriegelungsstellung einnimmt, um die Komponente 40 sicher in der oberen Endlage zu fixieren.
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Abschließend sei erwähnt, dass die Merkmale aller oben beschriebenen Ausführungsvarianten untereinander in beliebiger Weise kombiniert werden können, um weitere andere Ausführungsbeispiele der Erfindung zu bilden.
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Auch können alle Merkmale von Unteransprüchen jeweils für sich mit jedem Merkmal jedes anderen der Ansprüche kombiniert werden, und zwar jeweils für sich allein oder in beliebiger Kombination, um weitere andere Ausführungsbeispiele zu erhalten.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte 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.
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Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begriffes sind Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst.
