Schienenfahrzeug

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug, insbesondere Neigetechnikfahrzeug, mit mindestens einem einen Drehgestellrahmen (1) aufweisenden Drehgestell (2), mit einem in vertikaler Richtung (V) über dem Drehgestellrahmen (1) angeordneten und relativ dazu beweglich gelagerten Wagenkasten (3), der sich in Fahrzeuglängsrichtung (H) erstreckt, und mit einer Dämpfungseinrichtung (4) zur Dämpfung von Schwingungen des Wagenkastens (3) während des Betriebs des Schienenfahrzeugs, die den Drehgestellrahmen (1) und den Wagenkasten (3) miteinander verbindet. Zur Verbesserung der Dämpfungseigenschaften schlägt die Erfindung vor, dass die Dämpfungseinrichtung (4) mindestens einen Dämpfer (7,8) aufweist, der so angeordnet ist, dass Relativbewegungen zwischen Drehgestellrahmen (1) und Wagenkasten (3) in Längsrichtung (H) gedämpft werden, wobei der mindestens eine Dämpfer (7,8) mit seinem vorderen Befestigungspunkt (7a,8a) am vorderen, bezogen auf die Längsrichtung (H) zur Mitte des Wagenkastens (3) hin weisenden Teil des Drehgestellrahmens (1) und mit seinem hinteren Befestigungspunkt (7b,8b) am hinteren, bezogen auf die Längsrichtung (H) zum nächstgelegenen Ende (9) des Wagenkastens (3) hin weisenden Teil des Wagenkastens (3) befestigt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug, insbesondere Neigetechnikfahrzeug, mit mindestens einem einen Drehgestellrahmen aufweisenden Drehgestell, mit einem in vertikaler Richtung über dem Drehgestellrahmen angeordneten und relativ dazu beweglich gelagerten Wagenkasten, der sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, und mit einer Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Schwingungen des Wagenkastens während des Betriebs des Schienenfahrzeugs, die den Drehgestellrahmen und den Wagenkasten miteinander verbindet.

[0002] Schienenfahrzeuge im Sinne der Erfindung weisen einen Wagenkasten auf, der sich in Längsrichtung von einem ersten Ende über die Fahrzeugmitte hinaus zu einem zweiten Ende erstreckt. In vertikaler Richtung unterhalb des Wagenkastens ist jeweils am ersten Ende bzw. der ersten Hälfte und am gegenüberliegenden Ende bzw. der gegenüberliegenden Hälfte des Wagenkastens ein Drehgestell mit einem Drehgestellrahmen und darin gelagerten Radsätzen angeordnet. An die bewegliche Lagerung des Wagenkastens auf den Drehgestellen wird die Forderung nach einem hohen Fahrkomfort gestellt. Der Wagenkasten soll möglichst erschütterungsfrei bleiben und einen hohen Federungskomfort aufweisen. Zusätzlich soll insbesondere bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten ein stabiles Laufverhalten der Drehgestelle unter Vermeidung von Schlingerbewegungen erzielt werden, auch bei Kurvenfahrt. Herkömmlicherweise wird je Drehgestell eine zugeordnete Dämpfungseinrichtung mit sogenannten Schlingerdämpfern eingesetzt, die einerseits am Wagenkasten und andererseits am Drehgestellrahmen angreifen. Diese Schlingerdämpfer werden üblicherweise von hydraulischen Schwingungsdämpfern gebildet, die über ihre beiden Befestigungspunkte am Wagenkasten bzw. Drehgestellrahmen in der Regel gelenkig befestigt werden.

[0003] Die genannten Schlingerdämpfer werden üblicherweise bei Schienenfahrzeugen von einem Befestigungspunkt am Drehgestellrahmen schräg aufsteigend in Richtung zur Wagenkastenmitte, bezogen auf die Längsrichtung, an den Wagenkasten angekoppelt. Der Begriff "schräg aufsteigend" bedeutet, dass der Befestigungspunkt des Schlingerdämpfers am Fahrwerk bezogen auf die vertikale Richtung unterhalb des Befestigungspunkts am Wagenkasten und bezogen auf die Längsrichtung hinter dem Befestigungspunkt am Wagenkasten liegt. Der Dämpfer steigt also vom hinteren Wagenkastenende zur Wagenkastenmitte hin an. Dadurch wird insbesondere bei Neigetechnikfahrzeugen die Tendenz zur Anregung unerwünschter Eigenschwingungen des Wagenkastens gegenüber einer entgegengesetzt verlaufenden Anordnung, bei der also die Dämpfer von der Wagenkastenmitte zum Wagenkastenende hin ansteigen, deutlich vermindert.

[0004] Bei Schienenfahrzeugen ohne Neigetechnik neigt sich der Wagenkasten bei der Fahrt durch einen Gleisbogen nach bogenaußen, was zu einer Längung bzw. Stauchung des jeweiligen, an den Seiten des Wagenkastens angebrachten Schlingerdämpfers führt. Gleichzeitig erfolgt infolge der Kurvenfahrt ein Ausdrehen des Drehgestells gegenüber dem Wagenkasten, was eine der neigungsbedingten Längung entgegenwirkende Stauchung bzw. eine der neigungsbedingten Stauchung entgegenwirkende Längung zur Folge hat. Da die neigungsbedingte Auslenkung durch die vom ausdrehenden Drehgestell bedingte entgegenwirkende Auslenkung zumindest teilweise ausgeglichen wird, verbleiben die Schlingerdämpfer somit näher an ihrem idealen Arbeitspunkt.

[0005] Bei Neigetechnikfahrzeugen erfolgt die Neigung des Wagenkastens relativ zum Drehgestell in entgegengesetzter Richtung als bei Schienenfahrzeugen ohne Neigetechnik, also nicht nach bogenaußen, sondern nach bogeninnen. Dadurch kommt es anstelle der zuvor beschriebenen zumindest teilweisen Kompensation der Dämpferwege zu einer gleichsinnigen Überlagerung, was bei Kurvenfahrt zu einer verstärkten Längung bzw. Stauchung der Schlingerdämpfer führt. In der DE 103 42 078 B4 wird daher eine gegen die Wagenenden gerichtete Anordnung der Schlingerdämpfer vorgeschlagen, bei denen also der jeweilige Dämpfer an dem Teil des Drehgestellrahmens befestigt ist, der zur Wagenkastenmitte hin weist, und von dort zum Wagenkastenende hin, wo er am Wagenkasten fixiert ist, in vertikaler Richtung ansteigt. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, dass sich unerwünschte Eigenschwingungen des Wagenkastens leichter aufbauen.

[0006] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schienenfahrzeug zu schaffen, mit dem die Dämpfungseigenschaften verbessert werden.

[0007] Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe wird bei einem Schienenfahrzeug, insbesondere Neigetechnikfahrzeug, der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Dämpfungseinrichtung mehr als einen Dämpfer, vorzugsweise zwei Dämpfer, aufweist, die so angeordnet sind, dass Relativbewegungen zwischen Drehgestellrahmen und Wagenkasten in Längsrichtung gedämpft werden. Dabei sind zudem die Dämpfer in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet, wobei insbesondere der eine Dämpfer links und der andere Dämpfer rechts der Mitte des Drehgestellrahmens bzw. Wagenkastens, bezogen auf die Querrichtung, angeordnet ist. Dabei können die beiden Dämpfer symmetrisch zur Mitte des Drehgestellrahmens bzw. Wagenkastens, bezogen auf die Querrichtung, angeordnet sein. Besonders bevorzugt sind die beiden Dämpfer parallel zueinander angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs sind ferner die Dämpfer der Dämpfungseinrichtung mit ihrem vorderen Befestigungspunkt am vorderen, bezogen auf die Längsrichtung zur Mitte des Wagenkasten hin weisenden Teil des Drehgestellrahmens und mit ihrem hinteren Befestigungspunkt am hinteren, bezogen auf die Längsrichtung zum nächstgelegenen Ende des Wangenkastens hin weisenden Teil des Wagenkastens befestigt.

[0008] Ferner ist es denkbar, dass die beiden Dämpfer über eine Torsionsstange und/oder mindestens eine hydraulische Leitung miteinander verbunden sind. Auf diese Weise können auf den einen Dämpfer des Dämpferpaars wirkende Bewegungen, insbesondere Schwenkbewegungen, über die Torsionsstange oder die hydraulische Leitung von dem anderen Dämpfer zumindest teilweise ausgeglichen werden. Solcherart bewirkt die spezielle Anordnung und Ausbildung der Dämpfungseinrichtung eine Längsentkopplung, also eine Entkopplung der Längsbewegungen bzw. Kippbewegungen zwischen Drehgestell und Wagenkasten von den Drehbewegungen des Drehgestells.

[0009] Durch die besagte Längsentkopplung ist es erstmalig möglich, eine gegen die Wagenkastenenden gerichtete Anordnung der Schlingerdämpfer, also der Dämpfer der Dämpfungseinrichtung, vorzusehen.

[0010] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Dämpfer ein hydraulischer Dämpfer ist. Es ist auch denkbar, dass einer der Dämpfer ein Torsionsdämpfer ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs ist vorstellbar, dass an der Stelle eines der Dämpfer eine Stange vorgesehen wird.
Insbesondere bei Verwendung eines hydraulischen Dämpfers ist dabei der mindestens eine Dämpfer in Längsrichtung angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht, dass die Dämpfungseinrichtung in horizontaler Richtung wirkende Schwingungsbewegungen dämpft, insbesondere ohne dass Drehbewegungen des Drehgestellrahmens bei Kurvenfahrt und entsprechende Neigebewegungen nach bogeninnen bzw. bogenaußen die jeweiligen Dämpfer so weit stauchen oder längen, dass sie nicht mehr in ihrem idealen Arbeitspunkt arbeiten.

[0011] Schließlich ist gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass zwei Drehgestelle an bezogen auf die Längsrichtung einander gegenüberliegenden Enden des Wagenkastens angeordnet sind und zwei zugehörige Dämpfungseinrichtungen vorgesehen sind, die spiegelsymmetrisch zur Mitte des Wagenkasten, bezogen auf die Längsrichtung, angeordnet sind, wobei die Dämpfungseinrichtungen insbesondere wie zuvor beschrieben ausgebildet und angeordnet sind.

[0012] Die erfindungsgemäße Längsentkopplung gewährleistet, dass sich bei Kurvenfahrt die Dämpferwege eines Dämpfers nicht gleichsinnig überlagern können, und zwar sowohl bei einem Neigetechnikfahrzeug als auch bei einem diese Technik nicht nutzenden Schienenfahrzeug. Vielmehr ist gewährleistet, dass die Dämpfer überwiegend im optimalen Arbeitspunkt arbeiten. Außerdem wird das Risiko von Eigenschwingungen des Wagenkastens erheblich reduziert. Dies gilt gleichermaßen bei einer gegen die Wagenkastenenden hin gerichteten Anordnung der Dämpfer als auch bei einer zur Wagenkastenmitte hin gerichteten Anordnung der Dämpfer.

[0013] Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug auszugestalten und weiterzubilden. Hiezu wird einerseits verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1

ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schienenfahrzeugs in einer schematischen Draufsicht,

Fig. 2

ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schienenfahrzeugs in einer schematischen Draufsicht, und

Fig. 3

eine Dämpfungseinrichtung für ein solches Schienenfahrzeug.

[0014] In Fig. 1 ist ein Wagenkasten 3 eines in einer Linkskurve fahrenden Schienenfahrzeugs (durch einen nach links gebogenen Pfeil dargestellt) mit zwei entsprechend der Kurve ausgedrehten Drehgestellrahmen 1 und 1' eines zugeordneten Drehgestells 2 und 2' dargestellt, wobei die Drehgestellrahmen 1 und 1' relativ zum Wagenkasten 3 beweglich, nämlich schwenkbar, gelagert sind. Die gestrichelte Linie zeigt die Drehgestellrahmen 1 und 1' im Normalzustand, das heißt auf gerader Strecke, und die durchgezogene Linie zeigt die Drehgestellrahmen 1 und 1' im ausgedrehten Zustand. Die beiden Drehgestelle 2 und 2' sind an bezogen auf die Längsrichtung H einander gegenüberliegenden Enden 9 bzw. 9' des Wagenkastens 3 angeordnet und weisen zwei zugehörige Dämpfungseinrichtungen 4 bzw. 4' auf, die spiegelsymmetrisch zur Mitte des Wagenkastens 3, bezogen auf die Längsrichtung H, angeordnet sind.

[0015] Die Funktionsweise der beiden Dämpfungseinrichtungen 4 und 4' ist identisch, weshalb im folgenden nur auf die Dämpfungseinrichtung 4 Bezug genommen wird.

[0016] Die Dämpfungseinrichtung 4 dient zur Dämpfung von Schwingungen des Wagenkastens 3 während des Betriebs des Schienenfahrzeugs und ist wie folgt aufgebaut.

[0017] Die Dämpfungseinrichtung 4 weist zwei Dämpfer 7 und 8 auf, die so angeordnet sind, dass Relativbewegungen zwischen dem Drehgestellrahmen 1 und dem Wagenkasten 3 in Längsrichtung H gedämpft werden.

[0018] Dabei sind die Dämpfer 7 und 8 mit ihrem vorderen Befestigungspunkt 7a bzw. 8a am vorderen, das heißt bezogen auf die Längsrichtung H zur Mitte des Wagenkastens 3 hin weisenden Teil des Drehgestellrahmens 1 befestigt. Mit ihrem jeweils hinteren Befestigungspunkt 7b bzw. 8b sind die Dämpfer 7 und 8 am hinteren, das heißt bezogen auf die Längsrichtung H zum nächstgelegenen Ende 9 des Wagenkastens 3 hin weisenden Teil des Wagenkastens 3 befestigt.

[0019] Der vordere Befestigungspunkt 7a bzw. 8a der Dämpfer 7 und 8 ist bezogen auf die Längsrichtung H weiter zur Mitte des Wagenkastens 3 hin angeordnet als der hintere Befestigungspunkt 7b bzw. 8b.

[0020] Die beiden Dämpfer 7 und 8 eines jeweiligen Dämpferpaares sind in Fahrzeugquerrichtung Q voneinander beabstandet, wobei der eine Dämpfer 7 links und der andere Dämpfer 8 rechts der Mitte des Wagenkastens 3, bezogen auf die Querrichtung Q, angeordnet ist. Dies gilt für den nicht-ausgedrehten Zustand des Drehgestellrahmens 1, also bei Fahrt auf gerader Strecke. In diesem Fall sind auch die jeweils beiden Dämpfer 7 und 8 eines Dämpferpaares symmetrisch zur Mitte des Wagenkastens 3, bezogen auf die Querrichtung Q, angeordnet.

[0021] Das Ausführungsbeispiel in Fig. 2 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dadurch, dass gemäß Fig. 2 eine zur Wagenkastenmitte hin gerichtete Anordnung der Dämpfer vorgesehen ist, wohingegen gemäß Fig. 1 eine gegen die Wagenkastenenden 9 bzw. 9' gerichtete Anordnung der Dämpfer vorgesehen ist.

[0022] Fig. 3 zeigt schließlich eine schematische Perspektivansicht der anhand von Fig. 1 beschriebenen Dämpfungseinrichtung 4.

[0023] Die Dämpfungseinrichtung 4 weist zwei Dämpfer 7 und 8 auf, die Relativbewegungen zwischen Drehgestellrahmen 1 (aus Gründen der Übersichtlichkeit sind hier seine beiden Koppelstellen für die Dämpfer dargestellt) und Wagenkasten 3 (gestrichelt, die Anstriche verweisen auf seine beiden Ankoppelstellen für die Torsionswelle 12) in Längsrichtung H dämpfen. Dabei ist mit einer Dämpfung in Längsrichtung eine Dämpfung sowohl im positiven als auch im entgegengesetzten, also negativen Richtungssinn gemeint, wie bei der Schwingungsdämpfung üblich.

[0024] Auch die beiden Dämpfer 7 und 8 sind über eine Torsionsstange 12 miteinander verbunden, die Schwenkbewegungen des einen Dämpfers ausgleichen kann.

[0025] Die Dämpfer 7 und 8 sind um eine vertikale Achse V₁ und/oder eine dazu senkrechte horizontale Achse h₁ schwenkbar. Auf diese Weise sind Längs- bzw. Neigebewegungen im einen Falle und Drehbewegungen des Drehgestells im anderen Falle ohne negativen Einfluss auf die Dämpfungseinrichtung 4.

[0026] Durch die erfindungsgemäße Längsentkopplung ist einerseits gewährleistet, dass sich bei Kurvenfahrt die Dämpferwege eines Dämpfers nicht gleichsinnig überlagern, sondern die Dämpfer immer im optimalen Arbeitspunkt arbeiten. Außerdem wird die Anregung von Eigenschwingungen des Wagenkastens vermieden, und zwar sowohl bei einer gegen die Wagenkastenenden hin gerichteten Anordnung der Dämpfer (Fig. 1) als auch bei einer zur Wagenkastenmitte hin gerichteten Anordnung der Dämpfer (Fig. 2).

Ansprüche

1. Schienenfahrzeug, insbesondere Neigetechnikfahrzeug,

- mit mindestens einem einen Drehgestellrahmen (1) aufweisenden Drehgestell (2),

- mit einem in vertikaler Richtung (V) über dem Drehgestellrahmen (1) angeordneten und relativ dazu beweglich gelagerten Wagenkasten (3), der sich in Fahrzeuglängsrichtung (H) erstreckt, und

- mit einer Dämpfungseinrichtung (4) zur Dämpfung von Schwingungen des Wagenkastens (3) während des Betriebs des Schienenfahrzeugs, die den Drehgestellrahmen (1) und den Wagenkasten (3) miteinander verbindet,
dadurch gekennzeichnet,

- dass die Dämpfungseinrichtung (4) mindestens einen Dämpfer (7,8) aufweist, der so angeordnet ist, dass Relativbewegungen zwischen Drehgestellrahmen (1) und Wagenkasten (3) in Längsrichtung (H) gedämpft werden, wobei der mindestens eine Dämpfer (7,8) mit seinem vorderen Befestigungspunkt (7a,8a) am vorderen, bezogen auf die Längsrichtung (H) zur Mitte des Wagenkastens (3) hin weisenden Teil des Drehgestellrahmens (1) und mit seinem hinteren Befestigungspunkt (7b,8b) am hinteren, bezogen auf die Längsrichtung (H) zum nächstgelegenen Ende (9) des Wagenkastens (3) hin weisenden Teil des Wagenkastens (3) befestigt ist.

2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Befestigungspunkt (7a,8a) des mindestens einen Dämpfers (7,8) bezogen auf die Längsrichtung (H) weiter zur Mitte des Wagenkastens (3) hin angeordnet ist als der hintere Befestigungspunkt (7b,8b).

3. Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (4) zwei Dämpfer (7,8) aufweist, die in Fahrzeugquerrichtung (Q) voneinander beabstandet sind, wobei insbesondere der eine Dämpfer (7) links und der andere Dämpfer (8) rechts der Mitte des Drehgestellrahmens (1) bzw. Wagenkastens (3), bezogen auf die Querrichtung (Q), angeordnet ist.

4. Schienenfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dämpfer (7,8) symmetrisch zur Mitte des Drehgestellrahmens (1) bzw. Wagenkastens (3), bezogen auf die Querrichtung (Q), angeordnet sind.

5. Schienenfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dämpfer (7,8) parallel zueinander angeordnet sind.

6. Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dämpfer (7,8) über eine Torsionsstange (12) und/oder mindestens eine hydraulische Leitung miteinander verbunden sind.

7. Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dämpfer (7,8) um eine vertikale Achse (v₁) und/oder eine dazu senkrechte horizontale Achse (h₁) schwenkbar ist.

8. Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dämpfer (7,8) ein hydraulischer Dämpfer ist.

9. Schienenfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dämpfer (7,8) in Längsrichtung (H) angeordnet ist.

10. Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dämpfer (7,8) ein Torsionsdämpfer ist.

11. Schienenfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Drehgestelle (2,2') an bezogen auf die Längsrichtung (H) einander gegenüberliegenden Enden (9,9') des Wagenkastens (3) angeordnet sind und zwei zugehörige Dämpfungseinrichtungen (4,4') vorgesehen sind, die spiegelsymmetrisch zur Mitte des Wagenkastens (3), bezogen auf die Längsrichtung (H), angeordnet sind.

Zeichnung