DE4329299C2 - Hydraulic turn stabilization for rail vehicles - Google Patents
Hydraulic turn stabilization for rail vehiclesInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
- B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
- B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Drehstabilisierung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. 2.The invention relates to a hydraulic Stabilization with the features of the generic term of claim 1 or 2.
Fahrwerke, die für einen ruhigen und rad-/schienekraftreduzierten Lauf im Gleis eine hydraulische Drehstabilisierung erhalten sind bekannt (DE 35 28 506 C2; DE 33 24 574 A1). Üblicherweise werden Dreh- oder Schlingerdämpfelemente direkt zwischen dem Drehgestellrahmen und Wagenkasten angeordnet. Aufgabe dieser hydraulischen Dämpfer ist es, den bei hohen Fahrgeschwindigkeiten einsetzenden sogenannten Wellenlauf der Radsätze zu unterbinden. Höchstgeschwindigkeit, Radprofil, Spurweite und Spurmaß bestimmen dabei im wesentlichen die Auslegung der Dämpfelemente. Aus Gründen der betrieblichen Sicherheit ist es unter Umständen notwendig, daß die Höchstgeschwindigkeit auch bei Ausfall eines Dämpfelements sicher gefahren werden kann. Da dann jedoch die stark asymmetrische Drehdämpfung (bei zwei Drehdämpfern ist ein Dämpfer vollständig ausgefallen, entsprechend ergibt sich 50% Restdämpfung) die Stabilität des Fahrwerks drastisch abnimmt, ist es beim konventionellen Drehdämpferanbau erforderlich, vier einzelne Dämpfelemente je Fahrwerk vorzusehen.Landing gear designed for a quiet and wheel / rail force reduced run in the track one hydraulic torsional stabilization are known (DE 35 28 506 C2; DE 33 24 574 A1). Usually become rotary or roll damping elements directly between the bogie frame and car body arranged. The task of this hydraulic damper is it, the one that starts at high driving speeds to prevent so-called wave running of the wheel sets. Top speed, wheel profile, track width and track gauge essentially determine the interpretation of the Damping elements. For operational security reasons it may be necessary that the Top speed even if one fails Damping element can be driven safely. There then however, the highly asymmetrical torsional damping (with two Shock absorbers, one damper has completely failed, accordingly there is 50% residual damping) Stability of the chassis decreases drastically, it is when conventional rotary damper mounting required, four provide individual damping elements for each chassis.
Da die hydraulischen Dämpfer üblicherweise direkt zwischen Wagenkasten und Fahrwerk angeordnet sind, werden neben den Drehbewegungen auch Längsbewegungen zwischen Fahrwerk und Wagenkasten gedämpft und damit vom Fahrwerk auf den Wagenkasten übertragen. Bei harter Dämpfereinstellung wird die Längsfederung zwischen diesen Fahrzeugbaugruppen kurzgeschlossen.Because the hydraulic dampers are usually direct are arranged between the body and the chassis, In addition to the rotary movements, there are also longitudinal movements damped between the chassis and the body, and thus transferred from the chassis to the car body. With hard Damper setting is the longitudinal suspension between shorted these vehicle assemblies.
Gleichermaßen üblich ist der Einbau einer mechanischen Drehhemmung. Bei dieser Lösung ist eine Wiege verdrehfest mit dem Drehgestellrahmen verbunden. Über eine Reibpaarung zwischen Wiege und Wagenkasten wird eine Stabilisierung des Fahrwerks auch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten gewährleistet. Relativbewegungen zwischen Gleitstück und Gleitplatte sind erst nach Überwindung des maximalen Drehhemmomentes möglich. Um die Längsbewegungen des Drehgestells vom Wagenkasten zu entkoppeln, ist die Wiege nicht direkt mit dem Fahrwerkrahmen verbunden. Die Längslenker (Drehhemmungsgestänge) greifen vielmehr auf einer verdrehsteifen Welle an, die ermöglicht, das relativen Längsbewegungen nur ein geringer, relativen Verdrehungen hingegen ein sehr hoher Widerstand (Steifigkeit) entgegengesetzt wird.The installation of a mechanical one is equally common Anti-rotation. With this solution there is a cradle non-rotatably connected to the bogie frame. over a friction pairing between cradle and body a stabilization of the chassis even at high Guaranteed driving speeds. Relative movements between the slide and slide plate are only after It is possible to overcome the maximum torque. Around the longitudinal movements of the bogie from the body decouple, the cradle is not directly with the Chassis frame connected. The trailing arms (Anti-rotation rods) rather grab one torsionally stiff shaft that enables the relative Longitudinal movements only a small, relative On the other hand, twists are very high (Stiffness) is opposed.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Drehstabilisierung mit hydraulischen Dämpfelementen am Fahrwerk zu erreichen und dabei auf schwere Zusatzanbauteile wie Wiege oder Federträger zu verzichten und sicherzustellen, daß keine resultierenden Längskräfte aus der Drehstabilisierung vom Fahrwerk auf den Wagenkasten übertragen werden (rückwirkungsfreie Übertragung der Stabilisierungsmomente um die vertikale Achse), sowie die Längs- und Nickbewegungen des Drehgestells vom Wagenkasten zu entkoppeln und die Ausfallsicherheit auch bei nur zwei Dämpfelementen je Fahrwerk zu gewährleisten. In contrast, the invention is based on the object the rotation stabilization with hydraulic damping elements to reach on the chassis while doing heavy Additional attachments such as cradles or spring supports waive and ensure that none resulting longitudinal forces from the rotation stabilization be transferred from the chassis to the car body (Non-reactive transfer of Stabilizing moments around the vertical axis), as well the longitudinal and pitching movements of the bogie from Decouple car body and reliability even with only two damping elements per chassis guarantee.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 2 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind im Unteranspruch umfaßt.This object is achieved with the features of claims 1 or 2 solved. Advantageous embodiments of the invention are included in the sub-claim.
Erfindungsgemäß ist nach einer ersten Ausführung eine hydraulische Drehstabilisierung an Schienenfahrzeugen zur Dämpfung der Schlingerbewegung von Fahrwerken mit einer oder mehreren Achsen bei gleichzeitiger Entkopplung der Kräfte und Bewegungen in Fahrzeuglängsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß je Fahrwerk eine oder mehrere genügend steife Torsionsstangen am Wagenkasten in Richtung horizontal-quer zur Fahrzeuglängsachse (y-Achse) an mindestens zwei Lagerstellen um die y-Achse drehbar gelagert sind, an deren beiden Enden über in vertikaler Richtung (z-Achse) stehende oder hängende Hebel und geeignete Gelenke die Kräfte, die aus der zu stabilisierenden Drehbewegung der Fahrwerke herrühren, über ein hydraulisches Dämpfelement oder eine Anlenkstange vom Fahrwerksrahmen in die Torsionsstange als Moment eingeleitet werden, wobei an jeder einzelnen Torsionsstange an höchstens einem Hebel eine Anlenkstange als Verbindung zum Fahrwerksrahmen angeordnet werden kann, während die Bestückung der Hebel mit hydraulischen Dämpfelementen als Verbindung zum Fahrwerksrahmen mit beliebigen Stückzahlen und Anordnungen ausgeführt werden kann.According to the invention, according to a first embodiment hydraulic rotation stabilization on rail vehicles to dampen the rolling movement of chassis with one or more axes at the same time Decoupling of forces and movements in Vehicle longitudinal direction, characterized in that each Chassis one or more stiff enough Torsion bars on the body towards horizontal-transverse to the vehicle's longitudinal axis (y-axis) at least two bearing points are rotatable about the y-axis, at both ends across in the vertical direction (z-axis) standing or hanging levers and suitable ones Joints the forces that arise from the stabilized Rotary movement of the undercarriages originate from a hydraulic damping element or a link rod from Undercarriage frame in the torsion bar as a moment be introduced, with each one Torsion bar on at most one lever one Link rod as connection to the chassis frame can be arranged while the assembly of the Lever with hydraulic damping elements as a connection to the chassis frame with any quantity and Arrangements can be carried out.
Nach einer zweiten Ausführung der Erfindung sind je Fahrwerk eine oder mehrere genügend steife Torsionsstangen am Fahrwerksrahmen in Richtung horizontal-quer zur Fahrzeuglängsachse (y-Achse) an mindestens zwei Lagerstellen um die y-Achse drehbar gelagert, an deren beiden Enden über in vertikaler Richtung (z-Achse) stehende oder hängende Hebel und geeignete Gelenke die Kräfte, die aus der zu stabilisierenden Drehbewegung der Fahrwerke herrühren, über ein hydraulisches Dämpfelement oder eine Anlenkstange vom Wagenkasten in die Torsionsstange als Moment eingeleitet werden, wobei an jeder einzelnen Torsionsstange an höchstens einem Hebel eine Anlenkstange als Verbindung zum Wagenkasten angeordnet werden kann, während die Bestückung der Hebel mit hydraulischen Dämpfelementen als Verbindung zum Wagenkasten mit beliebigen Stückzahlen und Anordnungen ausgeführt werden kann.According to a second embodiment of the invention Chassis one or more stiff enough Torsion bars on the chassis frame in the direction horizontal-transverse to the vehicle's longitudinal axis (y-axis) at least two bearing points can be rotated about the y-axis stored at both ends across in vertical Direction (z-axis) standing or hanging levers and suitable joints the forces that come from the stabilizing rotary movement of the running gear, via a hydraulic damping element or a Link rod from the car body into the torsion bar as Moment initiated, being at each one Torsion bar on at most one lever one Link rod arranged as a connection to the car body can be while loading the levers with hydraulic damping elements as a connection to the Car body with any number and arrangement can be executed.
Vorteilhafterweise sind bei den vorgenannten Ausführungen je ein Fahrwerk eine oder mehrere genügend steife Torsionsstangen am Fahrwerksrahmen und am Wagenkasten in Richtung horizontal-quer zur Fahrzeuglängsachse (y-Achse) an mindestens zwei Lagerstellen um die y-Achse drehbar gelagert.Advantageously, the aforementioned Versions one undercarriage one or more are sufficient stiff torsion bars on the chassis frame and on Car body in the horizontal-transverse direction Longitudinal vehicle axis (y axis) on at least two Bearing positions rotatable around the y-axis.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the Drawings shown and below in more detail described. Show it:
Fig. 1 eine Anordnung mit einer Torsionsstange und einem Dämpfelement; Figure 1 shows an arrangement with a torsion bar and a damping element.
Fig. 2 eine Anordnung gemäß Fig. 1 mit einem zweiten Dämpfer; FIG. 2 shows an arrangement according to FIG. 1 with a second damper;
Fig. 3 eine Anordnung gemäß Fig. 2 mit zusätzlichen Dämpfelementen; Fig. 3 shows an arrangement according to Figure 2 with additional damping elements.
Fig. 4 eine Anordnung gemäß Fig. 1 mit zwei Dämpfelementen an einem Hebel; FIG. 4 shows an arrangement according to Figure 1 with two damping elements on a lever.
Fig. 5 eine Anordnung gemäß Fig. 1 mit Dämpfelementen an der Torsionsstange und dem Hebel; FIG. 5 shows an arrangement according to Fig 1 with damping elements on the torsion bar and the lever.
Fig. 6 eine Anordnung gemäß Fig. 2 mit den zusätzlichen Elementen gemäß Fig. 5; FIG. 6 shows an arrangement according to FIG. 2 with the additional elements according to FIG. 5;
Fig. 7 eine Anordnung gemäß Fig. 6 mit einer alternativen Anordnung der Torsionstangen; FIG. 7 shows an arrangement according to Figure 6 with an alternative arrangement of the Torsionstangen.
Fig. 8 eine Anordnung gemäß Fig. 1 mit einer alternativen Lagerung der Torsionsstangen; Fig. 8 shows an arrangement according to Fig 1 with an alternative mounting of the torsion bars.
Fig. 9 eine Anordnung gemäß Fig. 8 mit den Elementen gemäß Fig. 2; FIG. 9 shows an arrangement according to FIG. 8 with the elements according to FIG. 2;
Fig. 10 eine Anordnung gemäß Fig. 5 mit einer alternativen Lagerung einer Torsionsstange. Fig. 10 shows an arrangement according to Fig. 5 with an alternative mounting of a torsion bar.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit einer Torsionsstange 2, gelagert am Wagenkasten an zwei Lagerpunkten 1 mit zwei an den Rohrenden fest verbundenen, hängenden Hebeln 3. Die Verbindung zum Fahrwerksrahmen 7a ist einseitig mit einem Dämpfelement 5 zwischen zwei Gelenken 4 und 7 ausgeführt. Auf der anderen Seite befindet sich an gleicher Stelle eine Anlenkstange 6, die gleichzeitig die Positionierung der Hebel 3 und damit die Drehung der Torsionsstange 2 übernimmt. Fig. 1 shows an arrangement with a torsion bar 2, mounted on the car body at two support points 1 with two rigidly connected at the tube ends, hanging levers. 3 The connection to the chassis frame 7 a is carried out on one side with a damping element 5 between two joints 4 and 7 . On the other side there is a link rod 6 in the same place, which at the same time takes over the positioning of the levers 3 and thus the rotation of the torsion rod 2 .
Fig. 2 zeigt eine Anordnung analog zu Fig. 1 mit dem Unterschied, daß hier statt der Anlenkstange ein zweites Dämpferelement 5 angeordnet ist. Die Positionierung der Hebel 3 und die Drehung der Torsionsstange 2 kann hier unter anderem von der Drehsteifigkeit der Lagerpunkte 1 übernommen werden. Fig. 2 shows an arrangement analogous to Fig. 1 with the difference that a second damper element 5 is arranged here instead of the link rod. The positioning of the levers 3 and the rotation of the torsion bar 2 can be taken over here inter alia by the torsional rigidity of the bearing points 1 .
Fig. 3 zeigt eine Anordnung analog zu Fig. 2 mit dem Unterschied, daß hier an jedem Hebel 3 je zwei Dämpfelemente 5 angeordnet sind. Der Ausfall eines Dämpfelements führt zu einer symmetrischen Reduzierung der Gesamtdämpfung um 50%. Fig. 3 shows an arrangement analogous to Fig. 2 with the difference that here two damping elements 5 are arranged on each lever 3 . The failure of a damping element leads to a symmetrical reduction of the total damping by 50%.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung analog zu Fig. 1 mit dem Unterschied, daß hier an einem Hebel 3 je zwei Dämpfelemente 5 angeordnet sind. Der Ausfall eines Dämpfelements führt zu einer symmetrischen Reduzierung der Gesamtdämpfung um 50%. Fig. 4 shows an arrangement analogous to Fig. 1 with the difference that here two damping elements 5 are arranged on a lever 3 . The failure of a damping element leads to a symmetrical reduction of the total damping by 50%.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung analog zu Fig. 1 mit dem Unterschied, daß hier einseitig an je einem Hebel 3 und einer Torsionsstange 2 ein Dämpfelement angeordnet ist. Auf der anderen Seite befindet sich an gleicher Stelle je eine Anlenkstange 6, die gleichzeitig die Positionierung der Hebel 3 und damit die Drehung der Torsionsstange 2 übernimmt. Der Ausfall eines Dämpfelements führt zu einer symmetrischen Reduzierung der Gesamtdämpfung um 50%. Der Ausfall einer Torsionsstange 2, eines Hebels 3, eines Lagerpunktes 1, einer Anlenkstange 6 oder eines Gelenkes 4 bzw. 7 führt zu einer symmetrischen Reduzierung der Gesamtdämpfung um 50%. Fig. 5 shows an arrangement analogous to Fig. 1 with the difference that here a damping element is arranged on one side of a lever 3 and a torsion bar 2 . On the other side there is a link rod 6 at the same point, which at the same time takes over the positioning of the lever 3 and thus the rotation of the torsion rod 2 . The failure of a damping element leads to a symmetrical reduction of the total damping by 50%. The failure of a torsion bar 2 , a lever 3 , a bearing point 1 , a link rod 6 or a joint 4 or 7 leads to a symmetrical reduction in the total damping by 50%.
Fig. 6 zeigt eine Anordnung analog zu Fig. 2 mit den Vorteilen von Fig. 5. FIG. 6 shows an arrangement analogous to FIG. 2 with the advantages of FIG. 5.
Fig. 7 zeigt die Anordnung von Fig. 6, die Torsionsstangen 2 sind jedoch außen angeordnet. Vorteile bei dieser Anordnung ergeben sich unter entsprechenden kinematischen Bedingungen. Fig. 7 shows the arrangement of Fig. 6, but the torsion bars 2 are arranged on the outside. Advantages with this arrangement arise under appropriate kinematic conditions.
Fig. 8 zeigt eine Anordnung wie Fig. 1 mit dem Unterschied, daß die Torsionsstange 2 am Fahrwerksrahmen 7a an zwei Lagerpunkten Gelenk 7 mit zwei an den Rohrenden fest verbundenen, stehenden Hebeln 3 gelagert ist. Die Verbindung zum Wagenkasten 1a ist einseitig mit einem Dämpfelement 5 zwischen zwei Gelenken 4, und Punkt 1 ausgeführt. Auf der anderen Seite befindet sich an gleicher Stelle eine Anlenkstange 6, die gleichzeitig die Positionierung der Hebel 3 und damit die Drehung der Torsionsstangen 2 übernimmt. Fig. 8 shows an arrangement like Fig. 1 with the difference that the torsion bar 2 is mounted on the chassis frame 7 a at two bearing points joint 7 with two fixed levers 3 connected to the pipe ends. The connection to the car body 1 a is carried out on one side with a damping element 5 between two joints 4 , and point 1 . On the other side there is a link rod 6 in the same place, which at the same time takes over the positioning of the levers 3 and thus the rotation of the torsion rods 2 .
Fig. 9 zeigt eine Anordnung analog zu Fig. 8 mit den Eigenschaften entsprechend Fig. 2 mit dem Unterschied, daß hier statt der Anlenkstange ein zweites Dämpferelement 5 angeordnet ist. Die Positionierung der Hebel 3 und die Drehung der Torsionsstangen 2 können hier unter anderem von der Drehsteifigkeit der Gelenke 7 übernommen werden. FIG. 9 shows an arrangement analogous to FIG. 8 with the properties corresponding to FIG. 2 with the difference that a second damper element 5 is arranged here instead of the articulation rod. The positioning of the levers 3 and the rotation of the torsion bars 2 can be taken over here inter alia by the torsional rigidity of the joints 7 .
Fig. 10 zeigt eine Anordnung analog zu Fig. 5 mit dem Unterschied, daß hier eine Torsionsstange 2 am Wagenkasten 1a über zwei Lagerpunkte 1 und eine Torsionsstange 2 über zwei Lagerpunkte 7a am Fahrwerksrahmen 7a gelagert ist. Fig. 10 shows an arrangement analogous to FIG. 5 with the difference that here a torsion bar 2 on the car body 1 a is mounted on two bearing points 1 and a torsion bar 2 on two bearing points 7 a on the chassis frame 7 a.
Entsprechend den Fig. 3 bis 7 sind analog zu den Fig. 8, 9 und 10 verschiedene andere Anbaukonfigurationen denkbar.According to FIGS. 3 to 7, various other attachment configurations are conceivable analogously to FIGS. 8, 9 and 10.
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Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
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| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BOMBARDIER TRANSPORTATION GMBH, 13627 BERLIN, DE |
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| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |