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EP0290930A1 - Railway system for operating a derailing proof high speed railway vehicle - Google Patents

Railway system for operating a derailing proof high speed railway vehicle Download PDF

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Publication number
EP0290930A1
EP0290930A1 EP88107095A EP88107095A EP0290930A1 EP 0290930 A1 EP0290930 A1 EP 0290930A1 EP 88107095 A EP88107095 A EP 88107095A EP 88107095 A EP88107095 A EP 88107095A EP 0290930 A1 EP0290930 A1 EP 0290930A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rail vehicle
inclination
angle
link
individual wheels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP88107095A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0290930B1 (en
Inventor
Heinrich Dipl.-Ing. Scheucken
Gerhard Dipl.-Ing. Korn
Hansjochen Dipl.-Ing. Girod
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to AT88107095T priority Critical patent/ATE68425T1/en
Publication of EP0290930A1 publication Critical patent/EP0290930A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0290930B1 publication Critical patent/EP0290930B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/16—Types of bogies with a separate axle for each wheel
    • 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
    • B61F13/00—Rail vehicles characterised by wheel arrangements, not otherwise provided for
    • 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
    • B61F9/00—Rail vehicles characterised by means for preventing derailing, e.g. by use of guide wheels

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a derailment-proof high-speed rail vehicle according to the preamble of claim 1 and to a rail vehicle for performing the method; a method of the type mentioned is known from DE-PS-696 185.
  • individual track wheels with a cylindrical running surface that are arranged with a camber are mounted on fixed short axles in a rigid supporting frame.
  • the individual wheels set and inclined in this way run on rails arranged in a corresponding inclined position.
  • the speed on high-speed lines is to be increased further by simple means and, on the other hand, it is to be possible to enable such lines to be easily connected to boarding stations usually located in densely populated areas or to be well integrated into existing infrastructures with normal-speed lines.
  • the method according to the invention allows the maximum speed on the high-speed sections to be increased to ⁇ 500 km / h using the usual superstructure elements for laying rails and using rails with a customary profile, with increased safety against derailment and less material stress, in particular in the area of the flange-driving edge friction guidance, and at the same time the connection of the high-speed line to existing normal-speed lines or to be arranged in the area of the boarding stations, into which switches and crossings are installed, which, for reasons of operational safety, cannot be provided on the high-speed line.
  • Such an angle of inclination for the rails or for the around the track point vertically pivoted individual wheels selected that the vertical component of the flange normal force is zero or even directed downwards.
  • a particularly simple construction of a rail vehicle with the rail inclination according to the invention and individual wheels pivotably mounted in their angle of inclination is characterized in that in the carriage-side link guides the wheel-facing brackets of the individual wheels are mounted centrally or directly above link heads, to which the actuators are coupled, the The center of the link of the link head, which can be guided on a circular arc in the link guide, coincides with the track point in the track plane of an individual wheel when track play is zero.
  • the individual wheels are expediently secured in their inclined end positions in such a way that the link head or the link guide can be locked without play by means of a locking device.
  • FIG 1.2 show a single-wheel undercarriage 1 held by spring elements 6, 6 'on the car body.
  • each single-wheel undercarriage is mounted for inclination of the wheel contact plane and thus for setting an inclination angle ⁇ , which have one end via air springs 7 and its other end is attached via a link head 4 mounted in a link guide 5 and via spring elements 6, 6 'to the body 8 of the rail vehicle; because of its resilient connection to the single wheel chassis, the car body 8 can move transversely to the direction of travel within predetermined limits.
  • the track play is fixed by an adjustable spacer 9.
  • the otherwise rigid spacer 9 connects two opposite single wheel trolleys; this ensures that the two single wheel trolleys are kept in lane.
  • a pneumatically, hydraulically or electrically actuated actuator 3 is provided, which is arranged between the link head 4 and the link guide 5.
  • the individual wheel is expediently locked in its pivoting end positions without play by a locking device 11 which can be actuated pneumatically, hydraulically or electromagnetically;
  • the locking device 11 inserts a spring-loaded bolt 10, which is guided in the link guide 5, into a corresponding bolt opening in the link head 4.
  • FIG 3 illustrates an embodiment of the rail vehicle according to the invention, according to which the link center point KM of the link head 4, which is mounted in a circularly movable manner in the link guide 5, is placed in the track plane SPE at the track point SP with zero track play.
  • Each half-bogie consists in each case of a longitudinal member 14 with sprung wheel arms arranged in known manner at the ends; opposite longitudinal members are each connected by a cross member 15. Trailing arms 16, 16 'couple the multi-wheel chassis 2 or the cross member 15 to the car body 8 and transmit the drive and braking forces.
  • each of the link head 4 ' is an integral part of the longitudinal beam 14 and / or the link guide 5' is an integral part of the cross member 15.
  • the two are additionally the air springs 7,7 'receiving head ends of the cross member 15 according to FIG 6 designed as a backdrop guide.
  • a single actuator 3 ' is provided for FIG. 5 for both half-bogies.
  • the scenery Center point KM of the link head 4 ' which can be guided on a circular arc in the link guide 5', coincides with the track point SP in the track plane of a single wheel when the track play is zero.
  • a tie rod 12 is arranged between the wheel guide elements of the half-turn unit 2 on both sides with a tie rod length that can be adapted according to the angle of inclination via ⁇ via a distance changing element 13, the distance changing element 13 expediently being set as a function of the setting of the actuator 3 determining the angle of inclination of the individual wheels .
  • the link guide 5 or 5 'each an integrated part of the rail vehicle car body is. 7 shows the example of a car body gantry construction 18 with a track holder 19 connecting the mutually opposite multi-wheel trolleys.
  • the multi-wheel trolleys are installed in wheel housings of the car body and thus allow a low car floor in one aisle between the wheel housings with a correspondingly low overall height and thus a low height Center of gravity and lower drag value of the vehicle.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the contact and force relationships between a standard rail used in the Deutsche Bureaubahn and a standard wheel tire profile used in a rail vehicle with zero clearance.
  • a normal force N acts at the track point SP perpendicular to the flank flank of the wheel tire.
  • the normal force N acting in this way is broken down into a horizontal component P and a vertical component V.
  • the wheel load is transmitted perpendicularly to the rail at the contact point A.
  • an upward-pointing valve component V is established, which in the start-up part described here would promote climbing of the wheel.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

In order, on the one hand, further to increase the speed on high- speed railway routes using simple means, and, on the other hand, to be able to achieve a good integration in existing infrastructure with normal speed routes, it is proposed according to the invention that the high-speed route having rails inclined by the angle of inclination alpha < 90 DEG merges with the normal-speed route having rails arranged vertically at the angle of inclination alpha = 90 DEG via in each case a transition section and the inclination of the individual wheels which are vertically swivellable in the rail vehicle by means of a connecting link guide is continuously adjusted in accordance with the respective angle of inclination alpha of the rails by means of adjustment elements which detect the respective inclination of the rails. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines entgleisungssicheren Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeuges gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Schienenfahr­zeug zur Durchführung des Verfahrens; ein Verfahren der ein­gangs genannten Art ist durch die DE-PS-696 185 bekannt.The invention relates to a method for operating a derailment-proof high-speed rail vehicle according to the preamble of claim 1 and to a rail vehicle for performing the method; a method of the type mentioned is known from DE-PS-696 185.

Im bekannten Fall der DE-PS 696 185 sind mit Sturz gegenein­ander angeordnete Einzelschienenräder mit zylindrischer Lauffläche auf festsitzenden Kurzachsen in einem starren Traggestell gelagert. In einem Ausführungsbeispiel laufen die derartig schräg gestellten und gelagerten Einzelräder auf in entsprechender Schrägstellung angeordneten Schienen.In the known case of DE-PS 696 185, individual track wheels with a cylindrical running surface that are arranged with a camber are mounted on fixed short axles in a rigid supporting frame. In one embodiment, the individual wheels set and inclined in this way run on rails arranged in a corresponding inclined position.

Durch die DE-A1-23 07 378 ist weiterhin ein Sicherheits-Hoch­geschwindigkeitsfahrwerk für Schienenfahrzeuge bekannt, deren Einzelräder so um einen Neigungswinkel schräg gestellt sind, daß die Spurkränze der Räder unter die Schienenköpfe greifen sollen. Ein derartiges Untergreifen ist bei normalen üblichen Schienenprofilen nicht möglich; außerdem entsteht infolge der Schrägstellung der Räder im Spurpunkt SP eine nach oben gerich­tete Vertikalkomponente aus der hier wirksam werdenen Zentrier­kraft, so daß bei zusätzlichen horizontalen Seitenkräften die von der Fahrstrecke weg gerichtete Aussteigekomponente derartig hohe Werte annehmen kann, daß eine Entgleisungssicherheit nicht in jedem Fall gewährleistet ist.From DE-A1-23 07 378 a safety high-speed undercarriage for rail vehicles is also known, the individual wheels of which are inclined at an angle of inclination such that the wheel flanges of the wheels are intended to engage under the rail heads. Such gripping under is not possible with normal, conventional rail profiles; In addition, due to the inclined position of the wheels at the track point SP, an upward vertical component results from the centering force that is effective here, so that with additional horizontal lateral forces, the exit component directed away from the route can assume such high values that derailment security is not guaranteed in every case .

Schienenfahrzeuge erreichen heute nach dem Stand der Technik auf der Basis des konventionellen Rad/Schiene-Prinzips bei ausreichender Entgleisungssicherheit maximale Fahrgeschwindig­keiten von 250 bis 350 km/h.State-of-the-art rail vehicles today achieve maximum travel speeds of 250 to 350 km / h based on the conventional wheel / rail principle with sufficient derailment security.

Gemäß Aufgabe vorliegender Erfindung soll einerseits mit ein­fachen Mitteln die Geschwindigkeit auf Hochgeschwindigkeits­strecken weiter erhöht und andererseits eine gute Anbindung solcher Strecken an üblicherweise in dichtbesiedelten Gebieten liegende Zusteigestationen bzw. eine gute Einbindung in vorhan­dene Infrastrukturen mit Normalgeschwindigkeitsstrecken ermög­licht werden können.According to the object of the present invention, on the one hand, the speed on high-speed lines is to be increased further by simple means and, on the other hand, it is to be possible to enable such lines to be easily connected to boarding stations usually located in densely populated areas or to be well integrated into existing infrastructures with normal-speed lines.

Die Aufgabe dieser Lösung ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die Lehre des Patentanspruchs 1 möglich; Patentanspruch 2 kennzeichnet eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Verfahrens. Ein Schienenfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand des Anspruchs 3; die Ansprüche 4 bis 11 kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen dieses Schienen­fahrzeuges.The object of this solution is possible in a method of the type mentioned at the outset by the teaching of patent claim 1; Claim 2 characterizes an advantageous development of this method. A rail vehicle for performing the method is the subject of claim 3; Claims 4 to 11 characterize advantageous developments of this rail vehicle.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt unter Verwendung der üblichen Oberbauelemente für die Schienenverlegung und unter Verwendung von Schienen mit üblichem Profil die Erhöhung der Maximalgeschwindigkeit auf den Hochgeschwindigkeitsabschnitten auf ≧500 km/h bei erhöhter Entgleisungssicherheit und gerin­gerer Materialbeanspruchung, insbesondere im Bereich der Spur­kranz-Fahrkanten-Reibführung, und gleichzeitig die Anbindung der Hochgeschwindigkeitsstrecke an vorhandene bzw. im Bereich der Zusteigestationen anzuordnende Normalgeschwindigkeitsstrek­ken, in die Weichen und Kreuzungen eingebaut sind, die aus Gründen der Betriebssicherheit auf der Hochgeschwindigkeits­strecke nicht vorzusehen sind. In vorteilhafter Weise wird dabei ein solcher Neigungswinkel für die Schienen bzw. für die um den Spurpunkt vertikal schwenkbaren Einzelräder gewählt, daß die Vertikalkomponente der Spurkranz-Normalkraft gleich Null oder sogar nach unten gerichtet ist.The method according to the invention allows the maximum speed on the high-speed sections to be increased to ≧ 500 km / h using the usual superstructure elements for laying rails and using rails with a customary profile, with increased safety against derailment and less material stress, in particular in the area of the flange-driving edge friction guidance, and at the same time the connection of the high-speed line to existing normal-speed lines or to be arranged in the area of the boarding stations, into which switches and crossings are installed, which, for reasons of operational safety, cannot be provided on the high-speed line. Such an angle of inclination for the rails or for the around the track point vertically pivoted individual wheels selected that the vertical component of the flange normal force is zero or even directed downwards.

Eine besonders einfache Konstruktion eines Schienenfahrzeuges mit der erfindungsgemäßen Schienenneigung und in ihrem Nei­gungswinkel anpaßbar schwenkbar gelagerten Einzelrädern ist dadurch gekennzeichnet, daß in wagenkastenseitigen Kulissen­führungen die radabgewandten Halterungen der Einzelräder mittel- bzw. unmittelbar über Kulissenköpfe gelagert sind, an denen die Stellglieder angekoppelt sind, wobei der Kulissen­mittelpunkt des in der Kulissenführung auf einem Kreisbogen führbaren Kulissenkopfes mit dem Spurpunkt in der Spurebene eines Einzelrades bei Spurspiel gleich Null zusammenfällt. Zweckmäßigerweise sind nach dem Durchfahren der Übergangsstrek­ke die Einzelräder in ihren Neigungs-Endstellungen derart ge­sichert, daß der Kulissenkopf bzw. die Kulissenführung mittels einer Verriegelungsvorrichtung spielfrei arretierbar sind.A particularly simple construction of a rail vehicle with the rail inclination according to the invention and individual wheels pivotably mounted in their angle of inclination is characterized in that in the carriage-side link guides the wheel-facing brackets of the individual wheels are mounted centrally or directly above link heads, to which the actuators are coupled, the The center of the link of the link head, which can be guided on a circular arc in the link guide, coincides with the track point in the track plane of an individual wheel when track play is zero. After passing through the transition paths, the individual wheels are expediently secured in their inclined end positions in such a way that the link head or the link guide can be locked without play by means of a locking device.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand zweier schematisch darge­stellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:

  • FIG 1 die wagenkastige Draufsicht auf ein Einzelradfahrwerk mit vertikaler Schwenkeinrichtung,
  • FIG 2 eine Seitenansicht von FIG 1 mit Teilschnitt im Schnittverlauf A-B,
  • FIG 3 das Einzelradwerk gemäß FIG 1 im Schnittverlauf C-D,
  • FIG 4 die Seitenansicht eines Mehrräderfahrwerkes mit Halb­drehgestellen,
  • FIG 5 die wagenkastenseitige Draufsicht auf das Mehrräder­fahrwerk gemäß FIG 4,
  • FIG 6 das Halbdrehgestell gemäß FIG 4 des Mehrräderfahr­werkes im Schnittverlauf E-F,
  • FIG 7 den Querschnitt durch eine Wagenkasten-Portalkonstruck­tion mit integrierten vertikal schwenkbaren Radführungen,
  • FIG 8 in schematischer Darstellung die im Rad/Schiene-Kontakt angreifenden Kräfte bei senkrechter Einzelradstellung und Spurspiel Null,
  • FIG 9 in schematischer Darstellung die im Rad/Schiene-Kontakt angreifenden Kräfte bei um den Winkel geneigter Einzelradstellung und Spurspiel Null.
The invention and further advantageous embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to two schematically illustrated exemplary embodiments in the drawing; show in it:
  • 1 shows the top view of a single wheel undercarriage with a vertical swivel device,
  • 2 shows a side view of FIG. 1 with a partial section in section AB,
  • 3 shows the single wheel mechanism according to FIG. 1 in the section profile CD,
  • 4 shows the side view of a multi-wheel chassis with half bogies,
  • 5 shows the top view of the multi-wheel undercarriage according to FIG. 4,
  • 6 shows the semi-bogie according to FIG. 4 of the multi-wheel undercarriage in the sectional profile EF,
  • 7 shows the cross section through a car body portal construction with integrated vertically pivotable wheel guides,
  • 8 shows a schematic representation of the forces acting in the wheel / rail contact with a vertical single wheel position and zero zero backlash,
  • 9 shows a schematic representation of the forces acting in the wheel / rail contact with the individual wheel position inclined at an angle and zero track play.

FIG 1,2 zeigen ein über Federelemente 6,6′ am Wagenkasten gehaltertes Einzelradfahrwerk 1. Zur Neigung der Radaufstands­ebene und damit zur Einstellung eines Neigungswinkels α ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung jedes Einzelradfahrwerk jeweils gelagert, die mit ihrem einen Ende über Luftfedern 7 und mit ihrem anderen Ende über einen in einer Kulissenführung 5 gelagerten Kulissenkopf 4 und über Federelemente 6,6′ am Wagenkasten 8 des Schienenfahrzeuges befestigt ist; der Wagen­kasten 8 kann sich aufgrund seiner federnden Anbindung an die Einzelradfahrwerke quer zur Fahrtrichtung in vorgegebenen Grenzen bewegen. Das Spurspiel wird durch eine verstellbare Abstandshalterung 9 fixiert. Die ansonsten starre Abstandshal­terung 9 verbindet zwei gegenüberliegende Einzelradfahrwerke; hierdurch ist die Spurhaltung der beiden Einzelradfahrwerke gewährleistet.FIG 1.2 show a single-wheel undercarriage 1 held by spring elements 6, 6 'on the car body. According to one embodiment of the invention, each single-wheel undercarriage is mounted for inclination of the wheel contact plane and thus for setting an inclination angle α, which have one end via air springs 7 and its other end is attached via a link head 4 mounted in a link guide 5 and via spring elements 6, 6 'to the body 8 of the rail vehicle; because of its resilient connection to the single wheel chassis, the car body 8 can move transversely to the direction of travel within predetermined limits. The track play is fixed by an adjustable spacer 9. The otherwise rigid spacer 9 connects two opposite single wheel trolleys; this ensures that the two single wheel trolleys are kept in lane.

Zur Einstellung des Neigungswinkels α ist ein pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigtes Stellglied 3 vorgesehen, das zwischen dem Kulissenkopf 4 und der Kulissenführung 5 an­geordnet ist. In zweckmäßiger Weise wird das Einzelrad in seinen Schwenkendstellungen durch eine pneumatisch, hydraulisch oder elektromagnetisch zu betätigende Verriegelungsvorrichtung 11 spielfrei arretiert; dazu wird von der Verriegelungseinrich­tung 11 ein federbelasteter, in der Kulissenführung 5 geführter Bolzen 10 in eine korrespondierende Bolzenöffnung im Kulissen­kopf 4 eingesteckt.To set the angle of inclination α, a pneumatically, hydraulically or electrically actuated actuator 3 is provided, which is arranged between the link head 4 and the link guide 5. The individual wheel is expediently locked in its pivoting end positions without play by a locking device 11 which can be actuated pneumatically, hydraulically or electromagnetically; For this purpose, the locking device 11 inserts a spring-loaded bolt 10, which is guided in the link guide 5, into a corresponding bolt opening in the link head 4.

FIG 3 verdeutlicht eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeuges, nach der der Kulissenmittelpunkt KM des in der Kulissenführung 5 kreisförmig beweglich gelagerten Kulis­senkopfes 4 in die Spurebene SPE in Höhe des Spurpunktes SP bei Spurspiel Null gelegt ist.3 illustrates an embodiment of the rail vehicle according to the invention, according to which the link center point KM of the link head 4, which is mounted in a circularly movable manner in the link guide 5, is placed in the track plane SPE at the track point SP with zero track play.

FIG 4,5 stellen ein Mehrräderfahrwerk 2 mit zwei Halbdrehge­stellen dar. Jedes Halbdrehgestell besteht aus je einem Längs­träger 14 mit endseitig in bekannter Weise angeordneten ge­federten Radschwingen; gegenüberliegende Längsträger sind je­weils durch einen Querträger 15 verbunden. Längslenker 16,16′ koppeln das Mehrräderfahrwerk 2 bzw. den Querträger 15 mit dem Wagenkasten 8 und übertragen die Antriebs- und Bremskräfte.4,5 represent a multi-wheel undercarriage 2 with two half-bogies. Each half-bogie consists in each case of a longitudinal member 14 with sprung wheel arms arranged in known manner at the ends; opposite longitudinal members are each connected by a cross member 15. Trailing arms 16, 16 'couple the multi-wheel chassis 2 or the cross member 15 to the car body 8 and transmit the drive and braking forces.

Zur konstruktiv besonders einfachen Neigungseinstellung der Radaufstandsebene und damit zur Einstellung des Neigungswinkels ist bei Verwendung von Mehrräderfahrwerken vorgesehen, daß die die Einzelräder aufnehmenden Längsträger 14 sowohl zum Dreh­zapfen 17 des Halbdrehgestelles jeweils horizontal schwenkbar als auch mittels ihres jeweiligen Kulissenkopfes 4′ in der Kulissenführung 5′ relativ zum jeweils zwei gegenüberliegende Halbdrehgestellte verbindenen Querträger 15 vertikal schwenkbar sind; zweckmäßigerweise sind dabei im Sinne einer nur kleinen Baugröße jeweils der Kulissenkopf 4′ integrierter Bestandteil des Längsträgers 14 und/oder die Kulissenführung 5′ integrier­ter Bestandteil des Querträgers 15. Dazu sind die beiden zu­sätzlich die Luftfedern 7,7′ aufnehmenden Kopfenden des Querträgers 15 gemäß FIG 6 als Kulissenführung ausgebildet.For structurally particularly simple inclination adjustment of the wheel contact plane and thus for adjusting the inclination angle is provided when using multi-wheel bogies that the individual wheels receiving the longitudinal members 14 both pivotally to the pivot 17 of the semi-bogie each horizontally and by means of their respective link head 4 'in the link guide 5' relative are each vertically pivotable for connecting two opposite half-rotatably connecting cross members 15; Appropriately, in the sense of a small size, each of the link head 4 'is an integral part of the longitudinal beam 14 and / or the link guide 5' is an integral part of the cross member 15. For this purpose, the two are additionally the air springs 7,7 'receiving head ends of the cross member 15 according to FIG 6 designed as a backdrop guide.

Zur Einstellung des Neigungswinkels α der Längsträger 14 ist gemäß FIG 5 für beide Halbdrehgestelle nur ein einzelnes Stell­glied 3′ vorgesehen. Wie bereits für das Einzelradfahrwerk gemäß FIG 3 beschrieben, wird zweckmäßigerweise auch für das Mehrräderfahrwerk vorgesehen, daß gemäß FIG 6 der Kulissen­ mittelpunkt KM des in der Kulissenführung 5′ auf einem Kreis­bogen führbaren Kulissenkopfes 4′ mit dem Spurpunkt SP in der Spurebene eines Einzelrades bei Spurspiel gleich Null zusammen­fällt.To adjust the angle of inclination α of the side members 14, only a single actuator 3 'is provided for FIG. 5 for both half-bogies. As already described for the single wheel undercarriage according to FIG. 3, it is expediently also provided for the multi-wheel undercarriage that according to FIG. 6 the scenery Center point KM of the link head 4 ', which can be guided on a circular arc in the link guide 5', coincides with the track point SP in the track plane of a single wheel when the track play is zero.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen den beidseitigen Radführungselementen der Halbdrehgestellte 2 eine Spurstange 12 mit entsprechend dem Neigungswinkelüber α über ein Distanzänderungselement 13 anpaßbarer Spurstangenlänge angeordnet, wobei zweckmäßiger Weise das Distanzänderungs­element 13 in Einstellabhängigkeit von dem den Neigungswinkel der Einzelräder bestimmenden Stellglied 3′ gestellt ist.According to a further embodiment of the invention, a tie rod 12 is arranged between the wheel guide elements of the half-turn unit 2 on both sides with a tie rod length that can be adapted according to the angle of inclination via α via a distance changing element 13, the distance changing element 13 expediently being set as a function of the setting of the actuator 3 determining the angle of inclination of the individual wheels .

Zur Baugrößenminimierung der neigungseinstellbaren Einzelräder, insbesondere im Hinblick auf eine möglichst tief legbaren Wagenboden und damit im Sinne einer hohen Entgleisungssicher­heit tief legbaren Schwerpunktes, ist nach einer weiteren Aus­gestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Kulissenführung 5 bzw.5′ jeweils integrierter Bestandteil des Schienenfahrzeug-­Wagenkastens ist. FIG 7 zeigt dazu das Beispiel einer Wagen­kasten-Portalkonstruktion 18 mit einem die beidseitig gegenüber­liegenden Mehrräderfahrwerke verbindenen Spurhalter 19. Die Mehrräderfahrwerke sind in Radkästen des Wagenkastens eingebaut und erlauben somit einen niedrig gelegten Wagenboden in einem Gang zwischen den Radkästen mit entsprechend niedriger Gesamt­bauhöhe und somit niedrig gelegtem Schwerpunkt und geringerer Luftwiderstandswert des Fahrzeuges.To minimize the size of the tilt-adjustable individual wheels, especially with a view to the lowest possible wagon floor and thus in the sense of high derailment low center of gravity, according to a further embodiment of the invention it is provided that the link guide 5 or 5 'each an integrated part of the rail vehicle car body is. 7 shows the example of a car body gantry construction 18 with a track holder 19 connecting the mutually opposite multi-wheel trolleys. The multi-wheel trolleys are installed in wheel housings of the car body and thus allow a low car floor in one aisle between the wheel housings with a correspondingly low overall height and thus a low height Center of gravity and lower drag value of the vehicle.

FIG 8 zeigt in schematischer Darstellung die Berührungs- und Kräfteverhältnisse zwischen einer bei der Deutschen Bundesbahn benutzten üblichen Schiene und einem bei einem Schienenfahrzeug benutzten üblichen Radreifenprofil bei Spurspiel Null. Bei bei­spielsweise einer angenommenen Kurvenfahrt mit großen Seiten­kräften oder bei einer Geradeausfahrt und entsprechend großen Seitenwinddräften wirkt eine Normalkraft N im Spurpunkt SP senkrecht auf die Spurkranzflanke des Radreifens. Die derart wirkende Normalkraft N ist zerlegt in eine horizontale Kompo­nente P und eine vertikale Komponente V. Die Radlast wird im Aufstandspunkt A senkrecht auf die Schiene übertragen. Bei der in FIG 8 angenommenen senkrechten, d.h. ungeneigten Schiene stellt sich eine nach oben gerichtete Ventikalkomponente V ein, die im hier beschriebenen Anlaufteil ein Aufklettern des Rades begünstigen würde.FIG. 8 shows a schematic representation of the contact and force relationships between a standard rail used in the Deutsche Bundesbahn and a standard wheel tire profile used in a rail vehicle with zero clearance. When, for example, an assumed cornering with large lateral forces or when driving straight ahead and correspondingly large crosswind forces, a normal force N acts at the track point SP perpendicular to the flank flank of the wheel tire. The normal force N acting in this way is broken down into a horizontal component P and a vertical component V. The wheel load is transmitted perpendicularly to the rail at the contact point A. In the case of the vertical, ie uninclined, rail assumed in FIG. 8, an upward-pointing valve component V is established, which in the start-up part described here would promote climbing of the wheel.

FIG 9 zeigt das zuvor bei senkrecht, d.h. ungeneigter Schiene angenommene Kräftespiel im Spurpunkt SP bei zur Gleismitte geneigten Schienen und entsprechend um den gleichen Neigungs­winkel geneigten Räder. Dabei tritt im angenommenen Anlaufteil eine Umkehrung der Vertikalkomponente V ein, die nunmehr nach unten gerichtet ist und den aus den Reibkomponenten entste­henden, ein Aufklettern des Rades begünstigenden Kräften zusammen mit der Vertikalkomponente der Radlast entgegenwirkt und ein Entgleisen der Räder verhindert. Der Radaufstandspunkt A ändert dabei seine Lage zur Schienenkopfoberfläche nicht.9 shows this previously with vertical, i.e. assumed play of forces in the track point SP with rails inclined to the middle of the track and wheels inclined accordingly by the same inclination angle. A reversal of the vertical component V occurs in the assumed start-up part, which is now directed downward and counteracts the forces arising from the friction components, which promote climbing of the wheel together with the vertical component of the wheel load and prevents the wheels from derailing. The wheel contact point A does not change its position to the rail head surface.

Claims (12)

1. Verfahren zum Betrieb eines entgleisungssicheren Hochge­schwindigkeits-Schienenfahrzeuges mit radsatzlosen, zur Gleis­mitte um einen Neigungswinkel α < 90° zueinander geneigten Einzelrädern und mit auf der Hochgeschwindigkeitsstrecke um den Neigungswinkel α < 90° zueinander geneigten Schienen mit üblichem Schienenprofil, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Hochgeschwindigkeitsstrecke mit um den Neigungswinkel α < 90° geneigten Schienen an ihrem Anfang und/oder Ende über eine Übergangsstrecke in eine an sich bekannte Normalgeschwindigkeitsstrecke mit unter dem Neigungs­winkel α = 90 senkrecht angeordneten Schienen übergeht und die Neigung der im Schienenfahrzeug vertikal schwenkbaren Einzel­räder über die jeweilige Schienenneigung erfassende Stell­glieder entsprechend dem jeweiligen Neigungswinkel α der Schienen kontinuierlich eingestellt wird.1. A method for operating a derail-proof high-speed rail vehicle with wheelsets without individual wheels inclined to the center of the track by an angle of inclination α <90 ° to one another and with rails inclined to one another on the high-speed line by the angle of inclination α <90 ° to one another, characterized in that the high-speed line with rails inclined by the angle of inclination α <90 ° at their beginning and / or end over a transition section into a known normal speed section with rails arranged vertically at the angle of inclination α = 90 and the inclination of the individual wheels vertically pivotable in the rail vehicle via the respective rail inclination detecting actuators is continuously adjusted according to the respective angle of inclination α of the rails. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß ein solcher Neigungswinkel α für die Schienen bzw. für die um den Spurpunkt SP vertikal schwenkbaren Einzelräder gewählt wird, daß die Vertikalkomponente V der Spurkranznormalkraft N gleich Null wird oder nach unten gerichtet ist.2. The method according to claim 1, characterized in that such an inclination angle α is selected for the rails or for the individual wheels vertically pivotable about the track point SP, that the vertical component V of the flange normal force N becomes zero or is directed downward. 3. Schienenfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß in wagenkastenseitigen Kulissenführungen (5 bzw. 5′) die radabgewandten Halterungen der Einzelräder mittel- bzw. unmittelbar über Kulissenköpfe (4 bzw. 4′) gelagert sind, an denen die Stellglieder (3 bzw.3′) angekoppelt sind.3. Rail vehicle for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that in car body-side connecting link guides (5 or 5 ') the radabgewandten supports of the individual wheels medium or directly via link heads (4 or 4' are supported) to which the actuators (3 or 3 ') are coupled. 4. Schienenfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß in den Schwenkendstellungen der Einzelräder der Kulissenkopf (4 bzw.4′) bzw. die Kulissenfüh­rung (5 bzw.5′) mittels einer Verriegelungsvorrichtung (11) spielfrei arretierbar sind.4. A rail vehicle according to claim 3, characterized in that are locked free from play in the swivel end positions of the individual wheels of the connecting link head (4 or 4 respectively ') or the connecting link guide (5 and 5, respectively') by means of a locking device (11). 5. Schienenfahrzeug nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kulissenmittelpunkt KM des in der Kulissenführung (5 bzw.5′) auf einem Kreisbogen führbaren Kulissenkopfes (4 bzw.4′) mit dem Spurpunkt SP in der Spurebene eines Einzelrades bei Spurspiel gleich Null zusammenfällt.5. Rail vehicle according to claim 3 and / or 4, characterized in that the link center KM of the link guide (5 or 5 ') on a circular arc link head (4 or 4') with the track point SP in the track plane of a single wheel coincides with zero track play. 6. Schienenfahrzeug nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Einzelrad­fahrwerken die Einzelräder jeweils in einer Radführungsschwinge gelagert sind, die mit ihrem einen Ende über Luftfedern (7) und mit ihrem anderen Ende über den Kulissenkopf (4), die Kulissen­führung (5) und Federelemente (6,6′) am Wagenkasten (8) des Schienenfahrzeuges befestigt ist.6. Rail vehicle according to claim 4 and / or 5, characterized in that when using single wheel bogies, the individual wheels are each mounted in a wheel guide rocker, which has one end via air springs (7) and the other end via the link head (4), the link guide (5) and spring elements (6,6 ') on the car body (8) of the rail vehicle is attached. 7. Schienenfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Kulissenführungen zweier gegenüberliegender Einzelradfahrwerke mit einer starren Abstandshalterung (9) miteinander verbunden sind.7. Rail vehicle according to claim 6, characterized in that the link guides of two opposite single wheel bogies are connected to each other with a rigid spacer (9). 8. Schienenfahrzeug nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Mehr­räderfahrwerken (2) die die Einzelräder eines Halbdrehgestells aufnehmenden Längsträger (14) sowohl zum Drehzapfen (17) des Halbdrehgestells (2) horizontal schwenkbar als auch mittels ihres jeweiligen Kulissenkopfes (4) in der Kulissenführung (5′) relativ zum jeweils zwei gegenüberliegende Halbdrehgestelle verbindenden Querträger (15) vertikal schwenkbar sind.8. Rail vehicle according to claim 3 and / or 4, characterized in that when using multi-wheel bogies (2) which receive the individual wheels of a semi-bogie longitudinal member (14) both for pivot (17) of the semi-bogie (2) horizontally pivotable and by means of their respective The link head (4) in the link guide (5 ') can be pivoted vertically relative to the cross member (15) connecting two opposite half bogies. 9. Schienenfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch ge­kennzeichnet, daß jeweils der Kulissenkopf (4′) integrierter Bestandteil des Längsträgers (14) und/oder die Kulissenführung (5′) integrierter Bestandteil des Querträgers (15) ist.That in each case the connecting link head (4 ') integral part of the longitudinal beam (14) and / or the connecting link guide (5' is 9. A rail vehicle according to claim 8, characterized in) an integrated part of the cross member (15). 10. Schienenfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch ge­kennzeichnet, daß zwischen den beidseitigen Rad­führungselementen der Halbdrehgestelle (2) eine Spurstange (12) mit entsprechend dem Neigungswinkel α über ein Distanzände­rungselement (13) anpaßbarer Spurstangenlänge vorgesehen ist.10. Rail vehicle according to claim 8, characterized in that between the two-sided wheel guide elements of the half bogies (2) a tie rod (12) with a corresponding to the inclination angle α via a distance changing element (13) adjustable tie rod length is provided. 11. Schienenfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Distanzänderungselement (13) in Einstellabhängigkeit von dem den Neigungswinkel α der Einzel­räder bestimmenden Stellglieder (3′) gestellt ist.11. Rail vehicle according to claim 10, characterized in that the spacer change element (13) in the Einstellabhängigkeit of the angle of inclination α of the individual wheels determines actuators (3 ') is provided. 12. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenführung (5 bzw.5′) jeweils integrierter Bestandteil des Schienenfahrzeug-Wagenkastens ist.12. Rail vehicle according to one of claims 3 to 11, characterized in that the link guide (5 or 5 ') is in each case an integral part of the rail vehicle body.
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