DE10213435A1 - Connection and transition system for articulated parts of a multi-part rail vehicle that are supported by a common running gear - Google Patents
Connection and transition system for articulated parts of a multi-part rail vehicle that are supported by a common running gearInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verbindungs- und Übergangssystem für gelenkig miteinander verbundene und über ein gemeinsames Fahrwerk abgestützte Gliederteile eines mehrteiligen Schienenfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a connection and transition system for articulated link parts connected to one another and supported by a common running gear of a multi-part rail vehicle according to the preamble of claim 1.
Derartige Verbindungs- und Übergangssyteme für mehrteilige Fahrzeuge sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die Verbindung der beiden Fahrzeugeinheiten miteinander erfolgt dabei im wesentlichen durch ein Gelenk. Bei über ein gemeinsames Fahrwerk abgestützten Fahrzeugeinheiten wird dieses Gelenk durch zusätzliche Lenker- und oder Mitnehmerelemente ergänzt und bilden ein sogenanntes Multifunktionsgelenk, das zusätzlich die Längskräfte sowie die dynamischen und statischen Querkräfte des Fahrwerkes auf die Fahrzeugkästen überträgt. Ein derartiges Multifunktionsgelenk ist z. B. aus der DE 44 04 878 C1 bekannt. Such connection and transition systems for multi-part vehicles are in various versions known. The connection of the two Vehicle units with one another essentially take place through a joint. At over one This chassis is supported by common chassis-supported vehicle units additional handlebar and or driver elements supplemented and form a So-called multi-function joint, which also the longitudinal forces and dynamic and static transverse forces of the chassis on the vehicle bodies. On such multifunctional joint is z. B. known from DE 44 04 878 C1.
Dieses Gelenk hat den Nachteil, dass es verhältnismäßig schwer ist und große Abmessungen aufweist. Hinzu kommt, dass bei solch einem Gelenk die maximalen Längskräfte sowie die dynamischen und statischen Querkräfte des Fahrwerkes konstruktionsbedingt nicht zentrisch eingeleitet werden können. Daraus folgen zusätzliche Biegemomente die sich negativ auf die Verschraubung, die Wagenkastenstruktur und das Multifunktionsgelenk selbst auswirken. The disadvantage of this joint is that it is relatively heavy and large Has dimensions. In addition, with such a joint, the maximum Longitudinal forces as well as the dynamic and static transverse forces of the chassis can not be introduced centrally due to the design. Follow from that additional bending moments which have a negative effect on the screw connection Car body structure and the multifunctional joint itself.
Als Übergangsschutz im Bereich der Trennstellen der beiden Fahrzeugeinheiten sind Wellenbälge bekannt, die den Passagieren einen unbeschränkten Übergang von einem Fahrzeugteil zum anderen ermöglichen. Ein Verbindungs- und Übergangssystem wird in der DE 42 27 126 A1 und DE 43 29 674 A1 beschrieben. Hier werden die beiden Fahrzeugeinheiten durch ein Drehkranzgelenk miteinander verbunden. Der Abstandsbereich zwischen den Bodenkonstruktionen beider Fahrzeugeinheiten wird durch eine Plattform abgedeckt, die sich auf dem Drehkranzgestell abstützt. Als Übergangsschutz, der einerseits die Gelenkverbindung und andererseits den Übergangsbereich für die Passagiere nach außen abdeckt ist ein einfacher Wellen-/Faltenbalg angeordnet. Die beschriebenen Lösungen sind insbesondere nur für Landfahrzeuge, wie Gelenkomnibusse, vorgesehen. As a transitional protection in the area of the separation points of the two vehicle units Bellows known to give passengers an unrestricted transition from enable one vehicle part to another. A connection and Transition system is described in DE 42 27 126 A1 and DE 43 29 674 A1. Here the two vehicle units are connected to each other by a slewing ring joint connected. The distance between the floor constructions of both Vehicle units are covered by a platform located on the Supporting the slewing ring frame. As a transitional protection, the one hand the articulation and on the other hand, the transition area for the passengers is covered to the outside simple bellows / bellows arranged. The solutions described are in particular only intended for land vehicles, such as articulated buses.
Als Übergangsschutz für gelenkig miteinander gekuppelte Schienenfahrzeuge sind Doppelwellenbälge bekannt, die eine gute Isolation gegen Schall, Temperatur und Druckwellen bieten. Sie haben außerdem eine gute Eigenstabilität, ohne die notwendigen Relativbewegungen zwischen den gelenkig miteinander verbundenen Schienenfahrzeugen unvertretbar zu behindern. As a transition protection for articulated coupled rail vehicles Double bellows known to provide good insulation against sound, temperature and Offer pressure waves. They also have good inherent stability without which necessary relative movements between the articulated To obstruct rail vehicles unacceptably.
In der EP 0 329 031 A1 ist ein solcher Übergangsschutz, insbesondere die Verbindung der beiden Doppelwellenbälge miteinander, beschrieben. EP 0 329 031 A1 describes such a transitional protection, in particular that Connection of the two double shaft bellows with each other, described.
Aus der Zeitschrift Verkehr und Technik 1998, Heft 4, S. 124 ist für S-Bahn-Fahrzeuge ein Verbindungs- und Übergangssystem bekannt. Die Verbindung der beiden Fahrzeugeinheiten erfolgt durch ein Multifunktionsgelenk. Das Übergangssystem wird durch einen Doppelwellenbalg gebildet, wobei der innere Balg mit seinen beiden seitlichen Flächen unten oberhalb der Fußbodenabdeckung endet. Der äußere Wellenbalg bildet eine geschlossene Röhre mit etwa rechteckigem Querschnitt, dessen unterer Bereich unmittelbar unterhalb der Fußbodenabdeckung verläuft. Mit dieser Ausführung bleibt das Multifunktionsgelenk ungeschützt außerhalb des Doppelwellenbalges angeordnet. A connection and transition system for S-Bahn vehicles is known from the magazine Verkehr und Technik 1998 , issue 4, p. 124. The two vehicle units are connected by a multifunction joint. The transition system is formed by a double-wave bellows, the inner bellows with its two lateral surfaces ending below the floor covering. The outer bellows forms a closed tube with an approximately rectangular cross-section, the lower area of which runs immediately below the floor covering. With this version, the multi-function joint remains unprotected outside the double shaft bellows.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbindungs- und Übergangssystem der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem eine flach bauende Verbindung Wagenkasten/Wagenkasten und Wagenkasten/Fahrwerk erzielt, ein Schutz der Gelenkverbindung der Gliederteile vor Umwelteinflüssen bei mehrteiligen Schienenfahrzeugen mit Fußbodenhöhe um die 800 mm auch im Trennbereich der Fahrzeugeinheiten ermöglicht und ein guter Schutz des Innenraumes gegen unerwünschte Schall-, Temperatur und Druckwelleneinflüsse gegeben ist. The object of the invention is to provide a connection and transition system to create the kind mentioned, with which a flat connection Body / body and body / undercarriage achieved a protection of Articulated connection of the link parts against environmental influences in multi-part Rail vehicles with a floor height of around 800 mm also in the separation area of the Enables vehicle units and good protection of the interior against undesirable sound, temperature and pressure wave influences.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 18 beansprucht. According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are in subclaims 2 claimed to 18.
Nach der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich wesentliche Vorteile. Durch die Funktionstrennung in den Gelenkverbindungen zwischen den Wagenkästen beider Fahrzeugeinheiten sowie den Wagenkästen und dem Fahrwerk wurde der Einsatz eines Doppelwellenbalges an einem Niedrigflurfahrzeug mit einer Fußbodenhöhe um die 800 mm erstmals ermöglicht. Daraus resultieren Verbesserungen im Übergangsbereich zwischen den beiden Fahrzeugeinheiten. Erreicht wird eine gute Isolation gegen Schall, Temperatur und Druckwellen. The solution according to the invention has significant advantages. Through the Separation of functions in the articulated connections between the car bodies of both Vehicle units as well as the car bodies and the chassis were used of a double shaft bellows on a low-floor vehicle with a floor height around 800 mm possible for the first time. This results in improvements in Transitional area between the two vehicle units. A good one is achieved Isolation against sound, temperature and pressure waves.
Zwischen den beiden Wellenbälgen wird ohne wesentliche Einschränkungen des begehbaren Übergangsbereiches ein ringförmiger geschlossener Raum zur Aufnahme von Signal-, Elektro- und Luftleitungen sowie anderen Komponenten, wie insbesondere dem Verbindungsgelenk, dem Wankdämpfer und dgl. geschaffen, die außerdem noch vor den Einflüssen der äußeren Umgebung geschützt werden. Between the two bellows, the walkable transition area an annular closed room for Recording of signal, electrical and air lines as well as other components such as created in particular the connecting joint, the roll damper and the like, which are also protected from the influences of the external environment.
Durch die Ausbildung der Verbindung zwischen dem inneren Wellenbalg und den Stirnwänden der Fahrzeugeinheiten gemäß Anspruch 9 mittels Spannschlössern wird die Zugänglichkeit zu den im Raum zwischen innerem und äußerem Wellenbalg liegenden Funktionsteilen erleichtert. By forming the connection between the inner bellows and the End walls of the vehicle units according to claim 9 by means of turnbuckles becomes the accessibility to those in the space between inner and outer Functional parts lying on the bellows are easier.
Die Funktionstrennung im Gelenkbereich bewirkt, dass die maximalen Längskräfte und die dynamischen und statischen Querkräfte des Fahrwerkes nicht mehr über das Gelenk in den Wagenkasten, sondern direkt in die Wagenkastenstruktur eingeleitet werden. Die Aufteilung der Kräfte bewirkt weiterhin, dass die statischen und dynamischen Anforderungen an das Gelenk und dessen Verschraubungen gegenüber einem konventionellen Multifunktionsgelenk um die vom Fahrwerk resultierenden Kräfte reduziert werden. The separation of functions in the joint area causes the maximum longitudinal forces and the dynamic and static lateral forces of the chassis no longer exceed the joint in the car body, but directly in the car body structure be initiated. The division of forces also causes the static and dynamic demands on the joint and its screw connections compared to a conventional multifunctional joint around that of the chassis resulting forces are reduced.
Die Länge des Lenkers ist ein entscheidender Einflußfaktor für die Dauerfestigkeit des Lenkerlagers. Ein kurzer Lenker hat bei gleichen Bewegungen des Fahrwerkes eine größere kardanische und torsionale Verdrehung gegenüber einen langen Lenker gemäß Anspruch 3. Auf Grund der Funktionstrennung konnte die Lenkerlänge um nahezu 50% gegenüber einem konventionellen Längslenker vergrößert werden. Die Reduzierung der Verdrehwinkel ermöglicht den Einsatz relativ harter Gummi-Metall-Lenkerlager, wodurch unerwünschte Längswege bei zu weichen Lagern entgegengewirkt werden kann. The length of the handlebar is a decisive influencing factor for the fatigue strength of the handlebar bearing. A short handlebar has the same movements of the chassis a larger gimbal and torsional twist compared to a long one Handlebar according to claim 3. Due to the separation of functions, the Handlebar length increased by almost 50% compared to a conventional trailing arm become. The reduction of the twist angle allows the use of relatively hard Rubber-metal handlebar bearings, which causes unwanted longitudinal paths to give way Camps can be counteracted.
Die Funktionstrennung ermöglicht weiterhin den Einsatz eines kleinbauenden Sphärogelenks. The separation of functions also enables the use of a small-scale one Sphärogelenks.
Die beschriebenen Vorteile ergeben zusammengefasst einen verbesserten Fahrkomfort sowie Vereinfachungen bei der Montage, Demontage und Kontrolle im Trennbereich der Gliederteile. In summary, the advantages described result in an improved Driving comfort and simplifications in assembly, disassembly and control in the Separation area of the link parts.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment explained. The associated drawings show in
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Verbindungs- und Übergangssystems im Trennbereich von zwei Fahrzeugeinheiten; Fig. 1 is a perspective view of the connecting and transition system in the separation area of two vehicle units;
Fig. 2 eine Ansicht aus Richtung A gemäß Fig. 1 und Fig. 2 is a view from direction A of FIG. 1 and
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie B-B gemäß Fig. 2, bei dem der Trennbereich in Richtung zur zweiten Fahrzeugeinheit weitergeführt ist. Fig. 3 is a section along the line BB of FIG. 2, in which the separation area is continued in the direction of the second vehicle unit.
Die Fig. 1 und 2 zeigen das stirnseitige Ende einer Fahrzeugeinheit, im wesentlichen bestehend aus einem Wagenkasten 11, der mit einem Fahrwerkrahmen 10 eines gemeinsamen Fahrwerkes im Trennbereich von zwei gelenkig miteinander verbundenen Fahrzeugeinheiten wirkungsverbunden ist. Die Verbindung der Wagenkästen 11 miteinander sowie die Verbindung der Wagenkästen 11 mit dem Fahrwerkrahmen 10 erfolgt über zwei unterschiedliche Verbindungselemente. Zur Verbindung der benachbarten Wagenkästen 11 miteinander ist ein Gelenk 3 vorgesehen. Wie aus Fig. 1 und 3 zu ersehen, wird hierbei eine Gabel-Lasche-Konstruktion verwendet, die besonders klein baut. An einem Wagenkasten 11 ist dazu eine Gabelwange 3a und am anderen Wagenkasten 11 eine Kupplungslasche 3b befestigt. Im gekuppelten Zustand werden beide Gelenkelemente durch einen nicht weiter dargestellten Gelenkbolzen miteinander wirkungsverbunden. Figs. 1 and 2 show the front end of a vehicle unit, essentially consisting of a car body 11, which is operatively connected with a chassis frame 10 of a common chassis in the separation area of two hinge-linked vehicle units. The connection of the car bodies 11 to one another and the connection of the car bodies 11 to the undercarriage frame 10 takes place via two different connecting elements. A joint 3 is provided for connecting the adjacent car bodies 11 to one another. As can be seen from FIGS. 1 and 3, a fork-plate construction is used which is particularly small. Is attached to a car body 11 to a fork side flange 3a and a coupling plate 3b attached to the other car body. 11 In the coupled state, the two joint elements are operatively connected to one another by a joint bolt, not shown.
Zur Verbindung zwischen dem Fahrwerkrahmen 10 und dem Wagenkasten 11 ist ein Längslenker 4 vorgesehen, der unmittelbar unter dem Gelenk 3 in einer Vertikalebene mit diesem angeordnet ist. For the connection between the chassis frame 10 and the car body 11 , a trailing arm 4 is provided, which is arranged directly below the joint 3 in a vertical plane with the latter.
Durch diese Funktionstrennung kann ein Längslenker 4 langer Bauart verwendet werden, der wesentliche Vorteile, insbesondere für die Dauerfestigkeit der Lenkerlager aufweist. Diese Bauart ist aus Fig. 3 zu ersehen. Due to this separation of functions, a trailing arm 4 of long construction can be used, which has significant advantages, in particular for the fatigue strength of the link bearings. This type of construction can be seen in FIG. 3.
Der Wagenkasten 11 stützt sich in an sich bekannter Art und Weise über Luftfedern 12 auf dem Fahrwerkrahmen 10 ab. The car body 11 is supported in a manner known per se via air springs 12 on the chassis frame 10 .
Zu beiden Seiten des Gelenks 3 und des Längslenkers 4 ist am Wagenkasten 11 je ein Queranschlag 5 angeordnet, der mit einem am Fahrwerkrahmen 10 angeordneten Querpuffer 6 in Wirkungsverbindung steht. Damit werden die dynamischen und statischen Querkräfte des Fahrwerkes aufgenommen und direkt in die Wagenkastenstruktur eingeleitet. Es ist vorteilhaft, dass die Mitte des Queranschlages 5 gleich der Mitte der Luftfederhöhe entspricht. On both sides of the joint 3 and the trailing arm 4 , a transverse stop 5 is arranged on the body 11 , which is in operative connection with a transverse buffer 6 arranged on the chassis frame 10 . The dynamic and static transverse forces of the chassis are absorbed and introduced directly into the body structure. It is advantageous that the center of the cross stop 5 corresponds to the center of the air spring height.
Als Übergangsschutz im Trennbereich der beiden Fahrzeugeinheiten ist ein Doppelwellen-/Faltenbalg, d. h. ein äußerer Wellenbalg 1 und ein innerer Wellenbalg 2, vorgesehen. Die zwei Wellenbälge 1 und 2 bilden zwei zueinander angeordnete, ringsum geschlossene Röhren mit etwa rechteckigen Querschnitten. Die Balgseitenwände des äußeren Wellenbalges 1 liegen im Bereich der vertikalen Längsebene, in denen sich die Fahrzeugseitenwände bei der Geradeausfahrt befinden. A double shaft / bellows, ie an outer bellows 1 and an inner bellows 2 , is provided as a transition protection in the separation area of the two vehicle units. The two bellows 1 and 2 form two mutually closed, all-round tubes with approximately rectangular cross sections. The bellows side walls of the outer bellows 1 lie in the region of the vertical longitudinal plane in which the vehicle side walls are located when driving straight ahead.
Der untere Abschnitt des äußeren Wellenbalges 1 ist zur Fahrzeugmitte hin eingezogen und muldenförmig nach unten gezogen, wodurch das Gelenk 3 von außen komplett abgeschirmt ist. The lower section of the outer bellows 1 is drawn in towards the center of the vehicle and is drawn down in a trough-shaped manner, as a result of which the joint 3 is completely shielded from the outside.
Der innere Wellenbalg 2 ist in einem angemessenen Abstand vom äußeren Wellenbalg 1 angeordnet, so dass zwischen beiden Bälgen ein geschlossener Raum 9 gebildet wird, der zur Unterbringung von Signal- und Versorgungsleitungen sowie anderen technischen Bauelementen zur Verfügung steht. Die im oberen Bereich vertikalen Balgseitenwände des inneren Wellenbalges 2 verjüngen sich zum unteren Abschnitt hin, wobei der untere Abschnitt zwischen einer einschiebbaren Trittplatte 7, die das ungehinderte Begehen des Trennbereiches ermöglicht, und oberhalb des Gelenkes 3 horizontal verläuft. Der Querschnitt der beiden Wellenbälge 1 und 2 ist insbesondere aus der Fig. 2 erkennbar. The inner bellows 2 is arranged at an appropriate distance from the outer bellows 1 , so that a closed space 9 is formed between the two bellows, which is available for accommodating signal and supply lines and other technical components. The bellows side walls of the inner bellows 2 , which are vertical in the upper region, taper towards the lower section, the lower section running horizontally between an insertable tread plate 7 , which enables unhindered access to the separation area, and above the joint 3 . The cross section of the two bellows 1 and 2 can be seen in particular from FIG. 2.
Der äußere Wellenbalg 1 ist an der Stirnseite des Wagenkastens 11 einer Fahrzeugeinheit befestigt und ist im gekuppelten Zustand mit der Stirnseite der benachbarten Fahrzeugeinheit in an sich bekannter Art und Weise verbunden. The outer bellows 1 is fastened to the front side of the car body 11 of a vehicle unit and, in the coupled state, is connected to the front side of the adjacent vehicle unit in a manner known per se.
Der innere Wellenbalg 2 ist gesondert mittels eines oder mehrerer Spannschlösser 8 über einen Spannrahmen (nicht dargestellt) gleichfalls mit der Stirnseite des Wagenkastens 11 verbunden. Die Verbindung mit der Stirnwand der anderen Fahrzeugeinheit erfolgt gleichermaßen. Damit wird die Zugänglichkeit zu den Komponenten, welche im Raum 9 angeordnet sind, mit geringem Aufwand, nämlich Öffnen der Spannschlösser 8, ermöglicht. Es sind Bauarten denkbar, bei denen äußerer und innerer Wellenbalg 1 bzw. 2 in der vertikalen Kuppelebene teilbar ausgebildet sind. The inner bellows 2 is also separately connected to the end face of the car body 11 by means of one or more turnbuckles 8 via a tensioning frame (not shown). The connection to the end wall of the other vehicle unit is made in the same way. This enables access to the components which are arranged in the space 9 with little effort, namely opening the turnbuckles 8 . Types are conceivable in which the outer and inner bellows 1 and 2 are designed to be divisible in the vertical dome plane.
Im oberen Abschnitt des Raumes 9 ist außerdem zwischen den beabstandeten beiden Fahrzeugeinheiten ein Wankdämpfer 15 zur Beherrschung der Wankbewegungen angeordnet und befestigt. In the upper section of the room 9 , a roll damper 15 for controlling the roll movements is also arranged and fastened between the spaced two vehicle units.
Zur Beeinflussung der Nickbewegung ist zwischen den Fahrzeugeinheiten ein Nickdämpfer 16 befestigt, dessen Anordnung außerhalb des äußeren Wellenbalges 1 im oberen Abschnitt erfolgt. To influence the pitching movement, a pitch damper 16 is fastened between the vehicle units, the arrangement of which is arranged outside the outer bellows 1 in the upper section.
Zur Vermeidung von Gier- bzw. Schlingerbewegungen sind längs zu beiden Seiten
der Fahrzeugeinheiten außerhalb des Doppelwellen-/Faltbalges und ungefähr in
Höhe der Luftfedern 12 zwischen den Wagenkasten 11 je ein Gierdämpfer 13 und
zwischen dem Wagenkasten 11 und dem Fahrwerkrahmen 10 je ein
Schlingerdämpfer 14 angeordnet und befestigt.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Wellenbalg
2 Wellenbalg
3 Gelenk
3a Gabelwange
3b Kupplungslasche
4 Längslenker
5 Queranschlag
6 Querpuffer
7 Trittplatte
8 Spannschloss
9 Raum
10 Fahrwerkrohmen
11 Wagenkasten
12 Luftfeder
13 Gierdämpfer
14 Schlingerdämpfer
15 Wankdämpfer
To avoid yaw or roll movements, a yaw damper 13 is arranged along both sides of the vehicle units outside the double shaft / bellows and approximately at the level of the air springs 12 between the car body 11 and a roll damper 14 between the car body 11 and the chassis frame 10 and attached. List of the reference numerals used 1 bellows
2 bellows
3 joint
3 a fork cheek
3 b coupling bracket
4 trailing arms
5 cross stop
6 cross buffers
7 step plate
8 turnbuckle
9 room
10 undercarriage frames
11 car body
12 air spring
13 yaw damper
14 roll damper
15 roll dampers
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