DE10315000A1

DE10315000A1 - Rail vehicle has actuator(s) between wagon box and underbody for bringing wagon box from raised traveling position to lowered loading/unloading position against restoring force of spring stage

Info

Publication number: DE10315000A1
Application number: DE2003115000
Authority: DE
Inventors: Martin Teichmann; Herwig Waltensdorfer; Alexander Schimanofsky
Original assignee: Siemens SGP Verkehrstechnik GmbH
Current assignee: Siemens AG Oesterreich
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2003-11-06

Abstract

The vehicle has an underbody, a wagon box above it and a spring stage provided between them. At least one actuator is arranged between the wagon box and underbody for bringing the box from a raised traveling position into a lowered loading/unloading position against the spring stage restoring force and holding it in the lowered position. The box is raised to the traveling position by the restoring force if the actuator is deactivated or fails. The vehicle (1) has an underbody (2) and a wagon box (3) arranged above it, whereby a spring stage (4) is provided between the underbody and substructure. At least one actuator (6) is arranged between the wagon box and underbody for bringing the wagon box from a raised traveling position into a lowered loading/unloading position against the restoring force of the spring stage and to hold it in the lowered position. The wagon box is raised to the traveling position by the restoring force if the actuator is deactivated or fails.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einem Unterbau und einem darüber angeordneten Wagenkasten, wobei zumindest zwischen dem Wagenkasten und dem Unterbau eine Federstufe vorgesehen ist. The invention relates to a rail vehicle with a Substructure and a car body arranged above it, being at least between the body and the Substructure a spring step is provided.

Bei Schienenfahrzeugen der oben genannten Art kann es bei Einfahrten in eine Station vorkommen, dass das Niveau eines in dem Wagenkasten angeordneten Fußbodens über dem Fußbodenniveaus der Station zu liegen kommt. Durch den Niveauunterschied zwischen der Station und der Fußbodenoberkante des Wagenkastens kann es zur Bildung einer Stufe im Übergangsbereich zwischen Schienenfahrzeug und Station kommen. In rail vehicles of the type mentioned above, it can when entering a station, that Level of a floor arranged in the car body comes to lie above the floor level of the station. Due to the level difference between the station and the top edge of the floor of the car body can Form a level in the transition area between Rail vehicle and station are coming.

Vor allem bei Schienenfahrzeugen, die dem Personentransport dienen, können diese Stufen ein beträchtliches Sicherheitsrisiko für Passagiere darstellen, weshalb eine Niveauregulierung erfolgen kann. Hierzu wird der Wagenkasten üblicherweise durch Reduzierung des dynamischen Federwegs in einer zwischen dem Wagenkasten und dem Untergestell angeordneten aktiven Feder abgesenkt. Die Reduzierung des dynamischen Federwegs der aktiven Feder birgt jedoch die Gefahr in sich, dass bei einem Ausfall einer Niveauregulierung nicht mehr genug dynamischer Federweg zur Verfügung steht, um einen sicheren Fahrbetrieb zu gewährleisten. Bei einem Ausfall herkömmlicher Niveauregulierungen ist daher ein Fahrbetrieb nicht mehr möglich. Um das soeben genannte Problem zu umgehen, weisen daher manche bekannte Niveauregulierungen für Schienenfahrzeuge neben der aktiven Feder eine passive Notfeder auf, die bei einem Ausfall der aktiven Feder eine ausreichende Federung des Wagenkastens gewährleisten soll. Especially for rail vehicles that do These levels can be used to transport people pose significant security risk to passengers, which is why level regulation can take place. This will the car body usually by reducing the dynamic travel in one between the body and the active spring arranged under the base lowered. Reducing the dynamic travel of the active spring, however, carries the risk that when a level control failure is no longer enough dynamic travel is available to a to ensure safe driving. In the event of a failure conventional level regulation is therefore a Driving operation no longer possible. To the just mentioned To avoid the problem, some well-known have shown Level controls for rail vehicles in addition to the active one Spring a passive emergency spring on, in the event of a failure the active spring has sufficient suspension of the To ensure car body.

Ein derartiges Schienenfahrzeug ist beispielsweise aus der DE 198 15 197 C1 bekannt geworden. Das bekannte Schienenfahrzeug weist einen in vertikaler Richtung längenveränderbaren Stützaktuator auf, der zwischen einem Wagenkasten und einem Untergestell angeordnet ist. Um bei einem Versagen oder einer Überlastung des Stützaktuators die Funktionsfähigkeit der Stützvorrichtung bei ausreichendem Fahrkomfort zu erhalten, ist konzentrisch zum Stützaktuator eine Notfeder angeordnet. Such a rail vehicle is, for example, out of DE 198 15 197 C1 become known. The known Rail vehicle has one in the vertical direction length-adjustable support actuator on between a car body and a base is arranged. In the event of a failure or an overload of the Support actuator the functionality of the Obtaining support with sufficient driving comfort is An emergency spring concentric to the support actuator arranged.

Ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art ist beispielsweise auch aus der WO 94/22702 A1 bekannt geworden. Das bekannte Schienenfahrzeug weist ein hydraulisches Federbein auf, welches zwischen dem Wagenkasten und dem Unterbau angeordnet ist. Zum Absenken des Wagenkastens kann der dynamische Federweg des aktiven Federbeins durch Ölablassen in einer Federkammer reduziert werden. Bei einem Druckverlust kann sich das Fahrzeug wie auch aus der DE 198 15 197 C1 bekannt auf eine Notfeder absenken. Nachteilig an dieser Ausführungsform ist, wie bei allen anderen bekannten Niveauregulierungssystemen, welche neben einer aktiven Feder auch eine Notfeder verwenden, dass der Federweg der aktiven Feder durch die Notfeder nach "unten" in Richtung des Untergestells begrenzt ist, weshalb es vorkommen kann, dass der Wagenkasten, beispielsweise während des Ein- und Aussteigens von Personen, nicht vollständig auf das Fußbodenniveau einer Station abgesenkt werden kann. A rail vehicle of the type mentioned is also known from WO 94/22702 A1, for example become. The known rail vehicle has one hydraulic shock absorber on which between the body and the substructure is arranged. To lower the The body can change the dynamic travel of the active Shock absorber by draining oil in a spring chamber be reduced. If there is a loss of pressure, this can happen Vehicle as also known from DE 198 15 197 C1 lower an emergency spring. Disadvantage of this The embodiment is, as with all other known ones Level control systems, which in addition to an active spring also use an emergency spring that the travel of the active spring by the emergency spring "down" in the direction of the base is limited, which is why it occurs can that the car body, for example during the Getting in and out of people, not completely be lowered to the floor level of a station can.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein Schienenfahrzeug zu schaffen, mit welchem sich sowohl ein sicheres Ein- und Aussteigen von Passagieren im Bereich einer Station als auch eine ausfallsunkritische Niveauregulierung gewährleisten lassen. It is therefore an object of the invention To create rail vehicle with which both a Safe boarding and alighting of passengers in the area a station as well as a non-critical Have level control guaranteed.

Diese Aufgabe wird mit einem Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen dem Wagenkasten und dem Unterbau zumindest ein Aktuator vorgesehen ist, der dazu eingerichtet ist, gegen eine von der Federstufe hervorgerufene Rückstellkraft den Wagenkasten aus einer gehobenen Fahrposition in eine abgesenkte Lade/Entladeposition zu bringen und in der Lade/Entladeposition zu halten, wobei der Wagenkasten bei Deaktivieren oder Ausfall des Aktuators von der Rückstellkraft in eine Fahrposition gehoben ist. This task is accomplished with a rail vehicle solved in accordance with the invention, that between the car body and the substructure at least one actuator is provided, which is set up for this purpose is against a spring level Restoring force the car body from an upscale Driving position in a lowered loading / unloading position bring and hold in the loading / unloading position, being the car body in the event of deactivation or failure of the Actuator from the restoring force in a driving position is raised.

Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich der vertikale Abstand zwischen dem Wagenkasten und dem Unterbau bei einem ruhenden Schienenfahrzeug innerhalb einer hohen Bandbreite variieren. Bei der Erfindung kann die zwischen Wagenkasten und Untergestell angeordnete Federstufe durch den Aktuator komprimiert und somit der Wagenkasten auf ein gewünschtes Niveau abgesenkt werden. Der Wagenkasten kann von einer durch die Federstufe hervorgerufenen Rückstellkraft durch Lösen des Aktuators wieder in die Fahrposition gebracht werden. With the solution according to the invention, the vertical distance between the body and the substructure with a stationary rail vehicle within one high bandwidth vary. In the invention, the arranged between car body and underframe Spring stage compressed by the actuator and thus the Car body lowered to a desired level become. The car body can by one through the Spring force caused by restoring the Actuator are brought back into the driving position.

Vorteilhafterweise kann die Bewegung des Aktuators in die Lade/Entladeposition durch einen Anschlag begrenzt sein. Advantageously, the movement of the actuator in the loading / unloading position is limited by a stop his.

Darüber hinaus kann das Schienenfahrzeug dazu eingerichtet sein, den Vertikalabstand zwischen einer Fußbodenoberkante des Wagenkastens und einem Fußboden einer Station zu messen, wobei eine Steuerung vorgesehen sein kann, welche dazu eingerichtet ist, die Bewegung des Aktuators in die Lade/Entladeposition anhand des gemessenen Vertikalabstandes zu steuern. In addition, the rail vehicle can do this be set up, the vertical distance between a Floor top edge of the car body and a floor one Station to be measured, a controller being provided can, which is set up, the movement of the Actuator in the loading / unloading position using the to control the measured vertical distance.

Der Aktuator kann hydraulischer, elektrischer, mechanischer oder pneumatischer Natur sein. The actuator can be hydraulic, electrical, mechanical or pneumatic in nature.

Weiters kann die Federstufe zumindest eine ausfallsichere passive Feder aufweist, wobei diese Feder als Stahl- oder Gummifeder ausgeführt sein kann. Furthermore, the spring level can be at least one failsafe passive spring, which spring as Steel or rubber spring can be executed.

Vorteilhafterweise ist die Federstufe eine Primär- und/oder Sekundärfederstufe des Schienenfahrzeugs. The spring stage is advantageously a primary and / or secondary spring stage of the rail vehicle.

Darüber hinaus kann bei einer hydraulischen Ausführungsform des Aktuators der Aktuator auch als Vertikaldämpfer des Schienenfahrzeugs ausgebildet sein. In addition, a hydraulic Embodiment of the actuator the actuator also as Vertical damper of the rail vehicle can be formed.

Die Erfindung samt weiteren Vorteilen wird im folgenden anhand einiger nicht einschränkender Ausführungsbeispiele näher erläutert, welche in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen: The invention and further advantages are as follows based on some non-limiting Exemplary embodiments explained in more detail in the drawing are shown. In this show:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug mit einem Wagenkasten in einer Fahrposition; Fig. 1 shows an inventive rail vehicle having a car body in a driving position;

Fig. 2 das Schienenfahrzeug aus Fig. 1 mit einem Wagenkasten in einer Lade/Entladeposition und Fig. 2 shows the rail vehicle from Fig. 1 with a car body in a loading / unloading position and

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Aktuators. Fig. 3 shows an embodiment of an actuator.

Gemäß Fig. 1 und 2 weist ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug 1 ein Untergestell 2 sowie einen Wagenkasten 3 auf. Zwischen dem Wagenkasten 3 und dem Untergestell 2 ist eine Federstufe 4 angeordnet. Bei der Federstufe 4 kann es sich je nach Bauart des Schienenfahrzeugs 1 um eine Primär- und/oder Sekundärfederstufe handeln. Weiters kann die Federstufe 4 in an sich bekannter Weise als aktive hydraulische Feder, Gasfeder, etc. ausgebildet sein, wobei jedoch zumindest eine weitere passive Feder vorgesehen ist. According to Fig. 1 and 2, an inventive rail vehicle 1 on an underframe 2 and a carriage box 3. A spring step 4 is arranged between the car body 3 and the underframe 2 . Depending on the design of the rail vehicle 1, the spring stage 4 can be a primary and / or secondary spring stage. Furthermore, the spring stage 4 can be designed in a manner known per se as an active hydraulic spring, gas spring, etc., but at least one further passive spring is provided.

Während eines Aufenthalts in einer Station 5, kann mittels eines oder mehrerer Aktuatoren 6 der Wagenkasten 3 gegen eine von der Federstufe 4 hervorgerufene Rückstellkraft in Richtung des Untergestells 2 in eine Lade/Entladeposition, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, gezogen werden, in welcher das Niveau einer Fußbodenoberkante 7 eines in dem Wagenkasten 3 verlaufenden Fußbodens annähernd auf dem Niveau der Gehfläche der Station 5 liegt. Die Rückstellkraft wird hierbei von einer passiven Feder hervorgerufen. During a stay in a station 5 , one or more actuators 6 can be used to pull the car body 3 against a restoring force caused by the spring stage 4 in the direction of the underframe 2 into a loading / unloading position, as shown in FIG. 2 which the level of an upper edge 7 of a floor running in the car body 3 is approximately at the level of the walking area of the station 5 . The restoring force is brought about by a passive spring.

Der Aktuator 6 kann beispielsweise hydraulischer, elektrischer, mechanischer oder pneumatischer Natur sein. Die Anordnung des Aktuators 6 oder der Aktuatoren 6 an dem Schienenfahrzeug 1 kann unter Berücksichtigung der jeweiligen baulichen bzw. konstruktiven Gegebenheiten des Schienenfahrzeugs 1 erfolgen, sodass auch eine Nachrüstung von bestehenden Schienenfahrzeugen 1 möglich ist. Bei einer hydraulischen Aktuatorausführung können der oder die Aktuatoren 6 auch als Vertikaldämpfer des Schienenfahrzeugs 1 ausgeführt sein. The actuator 6 can be of hydraulic, electrical, mechanical or pneumatic nature, for example. The arrangement of the actuator 6 or the actuators 6 on the rail vehicle 1 can take into account the respective structural or structural conditions of the rail vehicle 1 , so that retrofitting of existing rail vehicles 1 is also possible. In the case of a hydraulic actuator design, the actuator (s) 6 can also be designed as a vertical damper of the rail vehicle 1 .

Wenn die Federung 4 eine aktive Feder aufweist, so kann dieser Feder das Verhalten einer passiven Feder aufgezwungen werden. Beispielsweise kann bei einer aktiven hydraulischen Feder durch Nichtablassen von Öl während ihrer Kompression das Verhalten einer passiven Feder erzwungen werden. Ist die Federstufe 4 rein passiv, so wird der Wagenkasten 3 in der Station 5 im wesentlichen nur durch den Aktuator 6 abgesenkt. If the suspension 4 has an active spring, the behavior of a passive spring can be forced onto this spring. For example, in the case of an active hydraulic spring, the behavior of a passive spring can be forced by not releasing oil during its compression. If the spring stage 4 is purely passive, the car body 3 in the station 5 is essentially only lowered by the actuator 6 .

Es ist jedoch auch möglich, eine Absenkung des Wagenkastenniveaus in an sich bekannterweise, beispielsweise durch Ölablassen einer aktiven Feder zu bewerkstelligen, wobei der Aktuator 6 in diesem Fall erst dann aktiv wird, wenn der Wagenkasten 3 auf einer passiven Notfeder aufsitzt und das Niveau der Fußbodenoberkante 7 noch über dem Stationsniveau liegt. In diesem Fall zieht der Aktuator 6 den Wagenkasten 3 gegen die Rückstellkraft der Notfeder in Richtung des Untergestells 2. Somit wird die passive Notfeder über ihre fix eingestellte "Fahrexpansion" hinaus komprimiert, die üblicherweise statisch nicht unterschritten werden kann. Bei Lösen des Aktuators 6 kann die Notfeder wieder expandieren und den Wagenkasten 3 in eine erlaubte Fahrposition anheben. Bevorzugterweise ist die passive Notfeder als Gummi und/oder Stahlfeder ausgeführt. However, it is also possible to bring about a lowering of the car body level in a manner known per se, for example by draining the oil of an active spring, the actuator 6 only becoming active in this case when the car body 3 is seated on a passive emergency spring and the level of the upper edge of the floor 7 is still above the station level. In this case, the actuator 6 pulls the car body 3 against the restoring force of the emergency spring in the direction of the base frame 2 . The passive emergency spring is thus compressed beyond its fixed "driving expansion", which usually cannot be understated statically. When the actuator 6 is released , the emergency spring can expand again and raise the car body 3 into a permitted driving position. The passive emergency spring is preferably designed as a rubber and / or steel spring.

Verhält sich die Federung 4 bei Absenkung des Wagenkastens 3 ausschließlich passiv, so besteht der Unterschied im Zustand der Federung 4 zwischen Lade/Entladeposition und der Fahrposition lediglich darin, dass die Federung 4 im Lade/Entladezustand gegenüber der Fahrposition durch den Aktuator 6 vorgespannt ist. Somit wirkt in einem gegenüber einer in Fig. 1 dargestellten Fahrposition abgesenkten Position eine Rückstellkraft auf den Wagenkasten 3 in Richtung der erlaubten Fahrposition. If the suspension 4 only behaves passively when the body 3 is lowered, the difference in the state of the suspension 4 between the loading / unloading position and the driving position is only that the suspension 4 is preloaded by the actuator 6 in the loading / unloading state compared to the driving position. Thus, in a position lowered compared to a driving position shown in FIG. 1, a restoring force acts on the car body 3 in the direction of the permitted driving position.

Bei einer passiven Federung 4 ändert sich die Rückstellkraft in Abhängigkeit von der Auslenkung des Aktuators 6. Durch den Zusammenhang zwischen Rückstellkraft und Aktuatorauslenkung wird gewährleistet, dass wie bereits oben beschrieben im Fall eines Ausfalls das Aktuators 6 der Wagenkasten 3 in die Ausgangsposition, d. h. in die Fahrposition, zurückgebracht werden kann. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist daher ein sicherer Fahrbetrieb auch bei Ausfall der Niveauregelung gewährleistet. In the case of a passive suspension 4 , the restoring force changes depending on the deflection of the actuator 6 . The relationship between restoring force and actuator deflection ensures that, as already described above, in the event of a failure, the actuator 6 of the car body 3 can be returned to the starting position, ie to the driving position. The solution according to the invention therefore ensures safe driving even when the level control fails.

Bei Lösen des Aktuators 6 wird daher der Wagenkasten 3 von der Federung 4 in die Fahrposition gehoben. Falls der Aktuator 6 in der niedergezogenen Lage des Wagenkastens 3 ausfällt, wird der Wagenkasten 3 in die Fahrposition gehoben. Der Wagenkasten 3 fällt somit bei dieser Ausführungsform der Erfindung bei Ausfall der Niveauregelung bzw. des Aktuators 6, wie bereits eingangs erwähnt, im Gegensatz zu bekannten Niveaureglern nicht nach "unten" in Richtung des Untergestells 2 sondern nach "oben" in die Fahrposition. When the actuator 6 is released, the car body 3 is therefore lifted into the driving position by the suspension 4 . If the actuator 6 fails in the pulled-down position of the car body 3 , the car body 3 is raised into the driving position. The car body 3 thus falls in this embodiment of the invention in the event of failure of the level control or the actuator 6 , as already mentioned at the beginning, in contrast to known level controllers, not downward in the direction of the base frame 2 but upward into the driving position.

Bevorzugterweise ist der Aktuator 6 auf der Strecke in einem "kraftlosen" Zustand, sodass im wesentlichen keine von dem Aktuator 6 hervorgerufenen, in Richtung des Untergestells 2 gerichteten Kräfte auf den Wagenkasten 3 wirken. Es ist jedoch prinzipiell möglich, dass von dem Aktuator 6 während einer Fahrt, d. h. auf der Strecke, geringe Kräfte auf den Wagenkasten 3 ausgeübt werden. The actuator 6 is preferably in a "powerless" state on the route, so that essentially no forces caused by the actuator 6 and directed in the direction of the underframe 2 act on the car body 3 . In principle, however, it is possible for the actuator 6 to exert small forces on the car body 3 during a journey, ie on the route.

Um die Bewegung des Aktuators 6 in die Lade/Entladeposition zu begrenzen, kann ein hier nicht dargestellter Festanschlag für den Aktuator 6 vorgesehen sein. Diese Ausführungsform der Erfindung ist vor allem dann von Vorteil, wenn alle Stationen 5 einer von dem Fahrzeug 1 befahrenen Strecke im wesentlichen die gleiche Niveauhöhe in bezug auf die Schienenebene aufweisen. In order to limit the movement of the actuator 6 into the loading / unloading position, a fixed stop (not shown here) can be provided for the actuator 6 . This embodiment of the invention is particularly advantageous when all stations 5 of a route traveled by the vehicle 1 have essentially the same level with respect to the rail level.

Variiert hingegen die Niveauhöhe der Stationen 5 so kann das Schienenfahrzeug 1 dazu eingerichtet sein, den Vertikalabstand zwischen der Fußbodenoberkante 7 des Wagenkastens 3 und einem Fußboden einer Station 5 zu ermitteln, wobei eine Steuerung, beispielsweise ein entsprechender Mikrocomputer, vorgesehen sein kann, welche dazu eingerichtet ist, die Bewegung des Aktuators 6 in die Lade/Entladeposition anhand des gemessenen Vertikalabstandes zu steuern. If, on the other hand, the level of the stations 5 varies, the rail vehicle 1 can be set up to determine the vertical distance between the top edge 7 of the car body 3 and a floor of a station 5 , whereby a controller, for example a corresponding microcomputer, can be provided which is set up for this is to control the movement of the actuator 6 into the loading / unloading position on the basis of the measured vertical distance.

Gemäß Fig. 3 kann der Aktuator 6 als hydraulischer Aktuator 6 ausgeführt sein. Die kleinen Pfeile geben die Ausbreitungsrichtung der Kraft in dem Aktuator 6 während des Niederziehens des Wagenkastens 3 in die Lade/Entladeposition an. Der große Pfeil zeigt hingegen die Bewegungsrichtung des Wagenkastens 3 an. According to FIG. 3, the actuator 6 can be designed as a hydraulic actuator 6 . The small arrows indicate the direction of propagation of the force in the actuator 6 during the pulling down of the car body 3 into the loading / unloading position. The large arrow, however, shows the direction of movement of the car body 3 .

Claims

1. Rail vehicle ( 1 ) with a substructure ( 2 ) and a car body ( 3 ) arranged above it, wherein at least between the car body ( 3 ) and the substructure ( 2 ) a spring step ( 4 ) is provided, characterized in that between the car body ( 3 ) and the substructure ( 2 ) at least one actuator ( 6 ) is provided, which is set up to bring the car body ( 3 ) from a raised driving position into a lowered loading / unloading position against a restoring force caused by the spring stage ( 4 ) and to hold in the loading / unloading position, the car body ( 3 ) being lifted into a driving position by the restoring force when the actuator ( 6 ) is deactivated or fails.

2. Rail vehicle according to claim 1, characterized in that the movement of the actuator ( 6 ) in the loading / unloading position is limited by a stop.

3. Rail vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that it is set up to determine the vertical distance between an upper edge of the floor ( 7 ) of the car body ( 3 ) and a floor of a station ( 5 ), wherein a controller is provided, which is set up to control the movement of the actuator ( 6 ) into the loading / unloading position on the basis of the measured vertical distance.

4. Rail vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the actuator ( 6 ) is an electrical and / or mechanical actuator.

5. Rail vehicle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the actuator ( 6 ) is a hydraulic and / or pneumatic actuator.

6. Rail vehicle according to one of claims 1 to 5, characterized in that the spring step ( 4 ) has at least one fail-safe, passive spring.

7. Rail vehicle according to claim 6, characterized characterized that the spring as a steel or Rubber spring is executed.

8. Rail vehicle according to one of claims 1 to 7, characterized in that the spring stage ( 4 ) is a primary and / or secondary spring stage of the rail vehicle ( 1 ).

9. Rail vehicle according to one of claims 1 to 8, characterized in that the actuator ( 6 ) is designed as a vertical damper of the rail vehicle.