Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einem Wagenkasten und einem Fahrwerk, auf dem der Wagenkasten abgestützt ist, wobei der Wagenkasten und das Fahrwerk eine Fahrzeuglängsrichtung, eine Fahrzeugquerrichtung und eine Fahrzeughöhenrichtung definieren. Zwischen dem Wagenkasten und dem

Fahrwerk ist eine Neigeeinrichtung angeordnet, die dazu ausgebildet ist, dem Wagenkasten bei einer Querverschiebung in Fahrzeugquerrichtung eine Wankbewegung um eine zur Fahrzeuglängsrichtung parallele Wankachse aufzuprägen.

Bei Schienenfahrzeugen - aber auch bei anderen Fahrzeugen - ist der Wagenkasten in der Regel gegenüber den Radeinheiten (beispielsweise Einzelrädern, Radpaaren oder

Radsätzen) über eine oder mehrere Federstufen federnd gelagert. Nicht zuletzt aufgrund der stetig steigenden Anforderungen an die Sicherheit der Fahrzeuge, den Komfort für die Passagiere sowie die Transportkapazität und die Lebensdauer der Fahrzeuge treten unter fahrdynamischen Gesichtspunkten mehrere Probleme auf.

So bedingt die bei Bogenfahrt auftretende, quer zur Fahrbewegung und damit quer zur Fahrzeuglängsachse wirkende Zentrifugalbeschleunigung wegen des vergleichsweise hoch liegenden Schwerpunkts des Wagenkastens die Tendenz des Wagenkastens, sich gegenüber den Radeinheiten nach bogenaußen zu neigen, mithin also eine

Wankbewegung um eine zur Fahrzeuglängsachse parallele Wankachse auszuführen.

Solche Wankbewegungen sind oberhalb bestimmter Grenzwerte zum einen dem

Fahrkomfort abträglich. Zum anderen bringen sie die Gefahr einer Verletzung des zulässigen Lichtraumprofils sowie im Hinblick auf die Kippsicherheit und damit auch die Entgleisungssicherheit die Gefahr unzulässiger einseitiger Radentlastungen mit sich. Um dies zu verhindern, werden bei modernen Schienenfahrzeugen häufig Wankstabilisatoren sowie aktive oder passive Neigesysteme eingesetzt, welche übermäßigen Wank- bzw. Neigebewegungen entgegenwirken sowie den Wank- bzw. Neigewinkel und die Wankachse des Fahrzeugs auf einen dem jeweiligen Fahrzustand angepassten, möglichst weit gehend optimierten Wert einstellen. Ein derartiger Ansatz ist beispielsweise aus der

EP 1 190 925 A1 bekannt (deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird). Die genannten Wankstabilisatoren sind in verschiedenen hydraulisch oder rein mechanisch wirkenden Ausführungen bekannt. Häufig kommt eine sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Torsionswelle zum Einsatz. Auf dieser Torsionswelle sitzen zu beiden Seiten der Fahrzeuglängsachse drehfest angebrachte Hebel, die sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Diese Hebel sind wiederum mit Lenkern oder dergleichen verbunden, welche kinematisch parallel zu den Federeinrichtungen des Fahrzeugs angeordnet sind. Beim Einfedern der Federeinrichtungen des Fahrzeugs werden die auf der Torsionswelle sitzenden Hebel über die mit ihnen verbundenen Lenker in eine Drehbewegung versetzt.

Bei dem aus der EP 1 190 925 A1 bekannten Schienenfahrzeug sind die oberen Enden der beiden Lenker des Wankstabilisators (in einer senkrecht zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Ebene) zur Fahrzeugmitte hin versetzt. Hierdurch wird der Wagenkasten bei einer Auslenkung in Fahrzeugquerrichtung (wie sie beispielsweise durch die

Zentrifugalbeschleunigung bei Bogenfahrt verursacht wird) derart geführt, dass einer Wankbewegung des Wagenkastens nach bogenaußen entgegengewirkt und ihm eine nach bogeninnen gerichtete Wankbewegung aufgeprägt wird.

Diese gegenläufige Wankbewegung nach bogeninnen dient unter anderem dazu, den so genannten Neigungskomfort für die Passagiere des Fahrzeugs zu erhöhen. Unter einem hohen Neigungskomfort wird dabei üblicherweise die Tatsache verstanden, dass die Passagiere bei Bogenfahrt eine möglichst geringe Querbeschleunigung in Querrichtung ihres Bezugssystems erfahren, welches in der Regel durch die Einbauten des

Wagenkastens (Boden, Wände, Sitze etc.) definiert ist. Durch die aus der Wankbewegung resultierende Neigung des Wagenkastens nach bogeninnen nehmen die Passagiere (je nach Grad der Neigung) zumindest einen Teil der im erdfesten Bezugssystem tatsächlich wirkenden Querbeschleunigung lediglich als erhöhte Beschleunigung in Richtung des Fahrzeugbodens wahr, die in der Regel als weniger störend bzw. unangenehm empfunden wird.

Die maximal zulässigen Werte für die im Bezugssystem der Passagiere wirkende

Querbeschleunigung (und die daraus letztlich resultierenden Sollwerte für die

Neigungswinkel des Wagenkastens) werden in der Regel von den Betreibern eines Schienenfahrzeugs vorgegeben. Anhaltspunkte hierfür liefern auch nationale und internationale Normen (wie beispielsweise die EN 2299).

Hierbei ist es bei dem aus der EP 1 190 925 A1 bekannten Fahrzeug möglich, ein rein passives System zu realisieren, bei dem die Komponenten der Federung und der Wankstabilisatoren so aufeinander abgestimmt sind, dass die gewünschte Neigung des Wagenkastens alleine durch die bei Bogenfahrt wirkende Querbeschleunigung erzielt wird.

Für eine solche passive Lösung muss zum einen die Wankachse bzw. der Momentanpol der Wankbewegung vergleichsweise weit oberhalb des Schwerpunktes des Wagenkastens liegen. Zum anderen muss die Federung in Querrichtung vergleichsweise weich ausgeführt werden, um alleine mit der wirkenden Zentrifugalkraft die gewünschten Auslenkungen zu erzielen. Eine solche querweiche Federung wirkt sich auch positiv auf den so genannten Schwingungskomfort in Querrichtung aus, da Stöße in Querrichtung durch die weiche Federung aufgenommen und gedämpft werden können.

Diese passiven Lösungen haben jedoch den Nachteil, dass aufgrund der querweichen Federung und des hoch liegenden Momentanpols im Normalbetrieb aber auch in nicht planmäßigen Situationen (z. B. einem unvorhergesehenen Halt des Fahrzeugs in einem Gleisbogen mit starker Gleisüberhöhung) vergleichsweise große Querauslenkungen in Querrichtung resultieren, durch die entweder das typischerweise vorgegebene

Begrenzungsprofil verletzt wird oder (um dies zu verhindern) nur vergleichsweise schmale Wagenkästen mit einer reduzierten Transportkapazität realisiert werden können.

Zwar kann das Problem der großen Auslenkungen für die Erzielung eines bestimmten Wankwinkels durch eine Verlagerung der Wankachse bzw. des Momentanpols in Richtung der Radaufstandsebene reduziert werden, sodass sich der Momentanpol relativ nahe an den Schwerpunkt (auf einen Abstand von ca. 0.3 bis 1 m) hin verlagert. Hierdurch können aber passiv nur noch deutlich geringere Wankwinkel erzielt werden. Mithin versteift das System hierdurch in Querrichtung zusätzlich (da im Wankstabilisatorsystem in der Regel ohnehin alle Lagerungen sehr steif ausgeführt sind), sodass nicht nur Abstriche im

Neigungskomfort, sondern auch Abstriche im Schwingungskomfort hingenommen werden müssen.

Zudem erzeugt diese Kinematik eine Koppelung der beiden Fahrwerke eines Wagens derart, dass bei Ausdrehbewegungen des Wagenkastens bezüglich des Fahrwerks ein (also einer Gierbewegung um eine zur Fahrzeughöhenrichtung parallele Gierachse) Fahrzeugverwindungen auftreten, welche zu Radentlastungen führen und die

Entgleisungssicherheit beeinträchtigen können. Bei Doppelstockfahrzeugen kann der Momentanpol zudem sehr nahe am Oberdeck des Wagens liegen, was den Komfort im Oberdeck deutlich verschlechtert. Die auf die Krümmung des aktuell durchfahrenen Gleisbogens und die aktuelle

Fahrgeschwindigkeit (mithin also auf die aktuell hieraus resultierende Querbeschleunigung) abgestimmte Wankbewegung kann bei dem Fahrzeug aus der EP 1 190 925 A1 auch aktiv durch einen zwischen den Wagenkasten und den Fahrwerksrahmen geschalteten Aktuator beeinflusst bzw. eingestellt werden. Hierbei wird aus der aktuellen Gleiskrümmung und der aktuellen Fahrgeschwindigkeit ein Sollwert für den Wankwinkel des Wagenkastens ermittelt, der dann für die Einstellung des Wankwinkels über den Aktuator genutzt wird.

Diese Variante eröffnet zwar die Möglichkeit quersteifere Systeme mit geringerer

Querauslenkung zu realisieren. Sie hat jedoch den Nachteil, dass der Schwingungskomfort durch die über den Aktuator eingebrachte Quersteifigkeit leidet, sodass beispielsweise Querstöße am Fahrwerk (beispielsweise beim Überfahren von Weichen oder Störstellen im Gleis) weniger gedämpft in der Wagenkasten eingeleitet werden.

Um zumindest die Nachteile hinsichtlich des Schwingungskomforts durch eine quersteife Federung zu kompensieren, wird in der WO 90/03906 A1 für ein passives System vorgeschlagen, kinematisch in Serie zu der Neige- bzw. Wankkompensationseinrichtung eine querweiche zusätzliche Federstufe einzubringen. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, dass sie zum einen durch die zusätzlichen Komponenten den erforderlichen Bauraum erhöht. Zum anderen bestehen auch hier dann wieder die oben geschilderten Probleme hinsichtlich der großen Querauslenkungen bzw. der reduzierten

Transportkapazität.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Aktuator bzw. ein Fahrzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welche bzw. welches die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere auf einfache und zuverlässige Weise bei kompakter, Platz sparender Gestaltung einen hohes Maß an Komfort für die Passagiere ermöglicht.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man auf einfache und zuverlässige Weise bei kompakter, Platz sparender Gestaltung einen hohes Maß an Komfort für die Passagiere ermöglicht, wenn man eine Querentkopplungseinrichtung in die Neigeeinrichtung integriert, welche eine Herabsetzung der Quersteifigkeit der Neigeeinrichtung mit sich bringt (mithin also den Widerstand der Neigeeinrichtung gegen eine reine Auslenkung des Wagenkastens in Fahrzeugquerrichtung reduziert). Es hat sich gezeigt, dass bei geeigneter Gestaltung der Komponenten der Neigeeinrichtung oder deren Lagerung an den fahrwerksseitig unmittelbar angrenzenden Komponenten (also

beispielsweise einem Fahrwerksrahmen) bzw. an den wagenkastenseitig unmittelbar angrenzenden Komponenten (also beispielsweise dem Wagenkasten oder - sofern vorhanden - einer mit dem Wagenkasten verbundenen Wagenkastentraverse) eine sehr kompakte Gestalten erzielt werden kann, die gegenüber den bekannten Gestaltungen ohne eine derartige Querentkopplung keinen nennenswerten zusätzlichen Bauraum benötigt.

Durch diese zusätzliche Querelastizität der Neigeeinrichtung wird insbesondere der Schwingungskomfort verbessert. Zudem kann ein Ausdrehen des Wagenkastens bezüglich des Fahrwerks in der Querentkopplungseinrichtung aufgenommen werden, ohne zusätzliche Verwindung zu erzeugen. Zusätzlich lässt sich auch mit aktiven Systemen der Komfort bzw. das Schwingungsverhalten im oberen Teil von Fahrzeugen besser regeln. Dies ist insbesondere Doppelstockwagen von Vorteil.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit einem Wagenkasten und einem Fahrwerk, auf dem der Wagenkasten abgestützt ist, wobei der Wagenkasten und das Fahrwerk eine Fahrzeuglängsrichtung, eine Fahrzeugquerrichtung und eine Fahrzeughöhenrichtung definieren. Zwischen dem Wagenkasten und dem Fahrwerk ist eine Neigeeinrichtung angeordnet, die dazu ausgebildet ist, dem Wagenkasten bei einer Querverschiebung in Fahrzeugquerrichtung eine Wankbewegung um eine zur Fahrzeuglängsrichtung parallele Wankachse aufzuprägen. Die Neigeeinrichtung umfasst eine Querentkopplungseinrichtung, wobei die Querentkopplungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Steifigkeit der

Neigeeinrichtung gegen eine reine Querverschiebung des Wagenkastens gegenüber dem Fahrwerk zu reduzieren.

Die durch die Querentkopplungseinrichtung erzielte Reduktion der Quersteifigkeit der Neigeeinrichtung kann grundsätzlich beliebig groß gewählt werden, um den gewünschten Komfortgewinn zu erzielen. Grundsätzlich richtet sich die erforderliche Reduktion der Quersteifigkeit nach dem zu erzielenden Komfortgewinn sowie der Quersteifigkeit des Systems ohne die Querentkopplungseinrichtung. Vorzugsweise führt die

Querentkopplungseinrichtung in die Neigeeinrichtung eine Querverschiebllchkeit des Wagenkastens bezüglich des Fahrwerks in Fahrzeugquerrichtung ein, wobei die

Neigeeinrichtung bei ungehemmter Querverschiebllchkeit der Querentkopplungseinrichtung in Fahrzeugquerrichtung eine erste Quersteifigkeit aufweist und die Neigeeinrichtung bei gehemmter Querverschieblichkeit der Querentkopplungseinrichtung in

Fahrzeugquerrichtung eine zweite Quersteifigkeit aufweist. Die erste Quersteifigkeit beträgt dabei höchstens 95% der zweiten Quersteifigkeit. Vorzugsweise beträgt erste

Quersteifigkeit 85% der zweiten Quersteifigkeit, weiter vorzugsweise höchstens 60% der zweiten Quersteifigkeit. Bevorzugt wird die erste Quersteifigkeit noch deutlich unter diesen Werten. Bei vorteilhaften Varianten der Erfindung liegt die erste Quersteifigkeit bei maximal 20% der zweiten Quersteifigkeit. Hiermit lassen sich besonders günstige Eigenschaften hinsichtlich des Schwingungskomforts erzielen.

Bei weiteren bevorzugten Varianten der Erfindung mit besonders günstigen Eigenschaften hinsichtlich des Schwingungskomforts weist die die Querentkopplungseinrichtung in Fahrzeugquerrichtung eine Quersteifigkeit von höchstens bis zu 20 kN/mm auf.

Vorzugsweise liegt die Quersteifigkeit bei höchstens bis zu 10 kN/mm, weiter vorzugsweise bei höchstens bis zu 2 kN/mm.

Die Querentkopplungseinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise und an beliebiger geeigneter Stelle in der Neigeeinrichtung integriert sein. Vorzugsweise weist die Querentkopplungseinrichtung wenigstens eine Querentkopplungseinheit auf, die im Bereich der Anbindung der Neigeeinrichtung an dem Fahrwerk angeordnet ist. Hiermit können besonders kompakte Gestaltungen realisiert werden. So kann die Querentkopplungseinheit beispielsweise in besonders Platz sparender Weise unmittelbar in die (in der Regel als Schwenklagerung ausgeführte) Lagerung der Neigeeinrichtung an dem Fahrwerk integriert werden.

Zusätzlich oder alternativ kann die Querentkopplungseinheit im Bereich der Anbindung der Neigeeinrichtung an dem Wagenkasten angeordnet sein. Auch an dieser Stelle lassen sich besonders kompakte Gestaltungen erzielen, welche den Bauraumbedarf gegenüber herkömmlichen Fahrzeugen (sofern überhaupt) nicht nennenswert erhöhen. So kann die Querentkopplungseinheit beispielsweise in besonders Platz sparender Weise unmittelbar in die (in der Regel als Schwenklagerung ausgeführte) Lagerung der Neigeeinrichtung an dem Wagenkasten oder - sofern vorhanden - einer mit dem Wagenkasten verbundenen

Wagenkastentraverse integriert werden.

Bei weiteren, besonders einfach und zumindest nahezu ohne zusätzlichen Bauraumbedarf zu realisierenden Gestaltungsvarianten ist die Querentkopplungseinheit zusätzlich oder alternativ zwischen zwei Komponenten der Neigeeinrichtung angeordnet. Beispielsweise können eine oder mehrere der Komponenten der Neigeeinrichtung (beispielsweise die auf der Torsionsweile sitzenden Schwenkhebel einer Wankstütze) entsprechend querelastisch ausgebildet werden, um die Querentkopplung zu realisieren.

Die Querentkopplungseinrichtung kann grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise gestaltet sein, um die gewünschte zusätzliche Querelastizität in die Neigeeinrichtung einzubringen. Vorzugsweise weist die Querentkopplungseinrichtung wenigstens eine Querentkopplungseinheit auf, die ein Lagerelement und ein elastisches Koppelelement umfasst. Das Lagerelement lagert eine Komponente der Neigeeinrichtung in

Fahrzeugquerrichtung verschieblich, insbesondere frei verschieblich, während das Koppelelement einer Auslenkung der durch das Lagerelement gelagerten Komponente der Neigeeinrichtung in Fahrzeugquerrichtung einen Widerstand entgegengesetzt. Der Verlauf des Widerstands gegen die Querauslenkung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gewählt sein. So kann der Widerstandsverlauf zumindest abschnittsweise

(zumindest nahezu) konstant, zumindest abschnittsweise ansteigend sowie zumindest abschnittsweise abfallend gestaltet sein.

Vorzugsweise ist eine Gestaltung vorgesehen, bei welcher der Widerstand gegen die Auslenkung in Fahrzeugquerrichtung mit zunehmender Auslenkung ansteigt, vorzugsweise progressiv ansteigt. Hiermit lassen sich hinsichtlich des Schwingungskomforts besonders günstige Charakteristiken der Quersteifigkeit der Neigeeinrichtung erzielen, bei denen erst mit zunehmender Auslenkung ein erheblicher Widerstand entgegengesetzt wird, sodass beispielsweise ein abruptes Anlaufen gegen einen mechanischen Anschlag oder dergleichen vermieden werden kann.

Die durch das Koppelelement erzielte Reduktion der Quersteifigkeit der Neigeeinrichtung kann grundsätzlich beliebig groß gewählt werden, um den gewünschten Komfortgewinn zu erzielen. Bevorzugt weist das Koppelelement in Fahrzeugquerrichtung eine dritte

Quersteifigkeit, während das Lagerelement in einer Richtung quer zur

Fahrzeugquerrichtung eine vierte Quersteifigkeit aufweist, wobei die dritte Quersteifigkeit geringer ist, insbesondere deutlich geringer ist, als die vierte Quersteifigkeit. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die dritte Quersteifigkeit höchstens 95% der vierten Quersteifigkeit beträgt. Vorzugsweise liegt die dritte Quersteifigkeit bei höchstens 85% der vierten Quersteifigkeit, weiter vorzugsweise bei höchstens 60% der vierten Quersteifigkeit. Bei besonders vorteilhaften Varianten der Erfindung liegt die dritte Quersteifigkeit noch deutlich unter diesen Werten, beispielsweise bei maximal 20% der vierten Quersteifigkeit. Hiermit lassen sich besonders günstige Eigenschaften hinsichtlich des

Schwingungskomforts erzielen.

Das Lagerelement und das elastische Koppelelement können räumlich getrennt voneinander angeordnet sein, mithin also auf unterschiedliche Komponenten der

Neigeeinrichtung bzw. unterschiedliche Abschnitte einer der Komponenten der

Neigeeinrichtung wirken. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass das Lagerelement und das elastische Komplement in einer gemeinsamen Baugruppe integriert sind, gegebenenfalls sogar von einem einzigen Element gebildet sind, welches beide Funktionen (querverschiebliche Lagerung und Widerstand gegen Querauslenkung) zur Verfügung stellt.

Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist vorgesehen, dass die Querentkopplungseinrichtung wenigstens eine in Fahrzeugquerrichtung federnde und/oder dämpfende Einheit aufweist, in vorteilhafter Weise eine günstige Charakteristik der Quersteifigkeit der Neigeeinrichtung zu erzielen. Die in Fahrzeugquerrichtung federnde und/oder dämpfende Einheit kann dabei grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise aufgebaut sein. Insbesondere kann sie nach einem beliebigen Wirkprinzip arbeiten. So können beispielsweise ein hydraulisches, pneumatisches oder mechanisches Wirkprinzip sowie beliebige Kombinationen hieraus vorgesehen sein.

Wegen der besonders einfachen und robusten Gestaltung umfasst die federnde und/oder dämpfende Einheit bevorzugt wenigstens ein Kunststoffelement, insbesondere ein

Gummielement. Insbesondere kann die federnde und/oder dämpfende Einheit

insbesondere wenigstens eine Gummischichtfeder umfassen, da sich hiermit besonders günstige Steifigkeitscharakteristiken mit einer hohen Steifigkeit in Schichtungsrichtung und einer geringen Steifigkeit quer zur Schichtungsrichtung erzielen lassen.

Die Neigeeinrichtung kann abgesehen von der Querentkopplungseinrichtung in beliebiger geeigneter Weise aufgebaut sein. So können beispielsweise in bekannter Weise zwei doppelt wirkende Hydraulikzylinder mit gegenläufig gekoppelten Arbeitsräumen vorgesehen sein, deren wagenkastenseitige Anlenkpunkte (in einer senkrecht zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Ebene) zur Fahrzeugmitte hin versetzt sind. Bei wegen der einfachen und robusten Konstruktion besonders vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen

Fahrzeugs ist die Neigeeinrichtung nach Art einer herkömmlichen Wankstütze mit zur Fahrzeugmitte hin geneigten Lenkern vorgesehen. Die Neigeeinrichtung umfasst daher vorzugsweise wenigstens Torsionselement, zwei Schwenkhebel sowie zwei Lenker, wobei das Torsionselement in Fahrzeugquerrichtung verläuft, die beiden Schwenkhebel voneinander beabstandet, insbesondere im Bereich der beiden Enden des

Torsionselements, an dem Torsionselement befestigt sind und je ein Lenker an einem freien Ende eines der Schwenkhebel angelenkt ist. Die beiden Lenker sind an ihren dem Wagenkasten zugewandten Enden gegenüber ihren dem Fahrwerk zugewandten Enden zu einer Fahrzeuglängsmittenebene hin versetzt angeordnet.

Bevorzugt umfasst die Querentkopplungseinheit hierbei dann jeweils wenigstens einen in Fahrzeugquerrichtung federnden Abschnitt des Schwenkhebels, wobei der federnde Abschnitt durch wenigstens einen nach Art einer Blattfeder gestalteten Abschnitt des Schwenkhebels gebildet sein kann. Hierdurch lässt sich eine besonders Platz sparende Querentkopplung erzielen. Weiter vorzugsweise ist der federnde Abschnitt durch wenigstens zwei nach Art einer in Fahrzeugquerrichtung wirkenden Parallelführung angeordnete Blattfederelemente gebildet, wobei zwischen den beiden Blattfederelementen wenigstens ein Dämpfungselement, insbesondere ein Gummielement, angeordnet sein kann, um eine besonders günstige Charakteristik der Quersteifigkeit zu erzielen.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Neigeeinrichtung zur Anordnung zwischen einem Fahrwerk und einem darauf abgestützten Wagenkasten eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, die als Neigeeinrichtung mit

Querentkopplungseinrichtung mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen und Vorteilen ausgebildet ist. Insoweit wird daher lediglich auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Neigeeinrichtung;

Figur 2 eine schematische perspektivische Ansicht der Neigeeinrichtung des Fahrzeugs aus Figur 1 ;

Figur 3 eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Neigeeinrichtung; Figur 4 eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Neigeeinrichtung;

Figur 5 eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Neigeeinrichtung;

Figur 6 eine schematische perspektivische Schnittansicht eines Details der

Neigeeinrichtung aus Figur 5.

Erstes Ausführunqsbeispiel

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs in Form eines Schienenfahrzeugs 101 beschrieben.

Das Fahrzeug 101 umfasst einen Wagenkasten 102, der im Bereich seiner beiden Enden jeweils auf einem Fahrwerk in Form eines Drehgestells 103 abgestützt ist. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit anderen Konfigurationen eingesetzt werden kann, bei denen der Wagenkasten lediglich auf einem Fahrwerk abgestützt ist.

Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in den Figuren ein (durch die Radaufstandsebene des Drehgestells 103 vorgegebenes) Fahrzeug- Koordinatensystem x,y,z angegeben, in dem die x-Koordinate die Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 101 , die y-Koordinate die Querrichtung des Schienenfahrzeugs 101 und die z-Koordinate die Höhenrichtung des Schienenfahrzeugs 101 bezeichnen.

Das Drehgestell 103, umfasst zwei Radeinheiten in Form von Radsätzen 103.1 , 103.2, auf denen sich jeweils über eine Primärfederung 103.3 ein Drehgestellrahmen 103.4 abstützt. Der Wagenkasten 102 ist wiederum über eine Sekundärfederung 103.5 auf dem

Drehgestellrahmen 103.4 abgestützt. Die Primärfederung 103.3 und die Sekundärfederung 103.5 sind in Figur 1 vereinfachend als Schraubenfedern dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass es sich bei der Primärfederung 103.3 bzw. Sekundärfederung 103.5 um eine beliebige geeignete Federeinrichtung handeln kann. Insbesondere bei der

Sekundärfederung 103.2 handelt es sich bevorzugt um eine hinlänglich bekannte

Luftfederung oder dergleichen. Die Figur 2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht als Detail des Fahrzeugs 101 eine Neigeeinrichtung 104, die im Bereich eines jeden Drehgestells 103 kinematisch parallel zu der Sekundärfederung 103.5 zwischen dem Drehgestellrahmen 103.4 und einer mit dem Wagenkasten 102 verbundenen (nicht näher dargestellten) Wagenkastentraverse in der nachfolgend noch näher beschriebenen Weise wirkt.

Wie insbesondere der Figur 2 zu entnehmen ist umfasst die Neigeeinrichtung 104 eine hinlänglich bekannte Wankstütze 105, die einerseits mit dem Drehgestellrahmen 103.4 und andererseits mit dem Wagenkasten 102 verbunden ist.

Wie Figur 2 zu entnehmen ist, umfasst die Wankstütze 105 einen Torsionsarm in Form eines ersten Schwenkhebels 105.1 und einen zweiten Torsionsarm in Form eines zweiten Schwenkhebels 105.2. Die beiden Hebel 05.1 und 105.2 sitzen zu beiden Seiten der Längsmittenebene (xz-Ebene) des Fahrzeugs 101 jeweils drehfest auf den Enden einer Torsionswelle 105.3 der Wankstütze 105. Die Torsionswelle 105.3 erstreckt sich in

Querrichtung (y-Richtung) des Fahrzeugs 101 und ist drehbar in Lagerblöcken 105.4 gelagert, die ihrerseits mit dem Drehgestellrahmen 103.2 verbunden sind. An dem freien Ende des ersten Hebels 105.1 ist ein erster Lenker 105.5 angelenkt, während an dem freien Ende des zweiten Hebels 105.2 ein zweiter Lenker 105.6 angelenkt ist. Über die beiden Lenker 105.5, 105.6 ist die Wankstütze 105 gelenkig mit der Wagenkastentraverse des Wagenkastens 102 verbunden.

In den Figuren 1 und 2 ist der Zustand in der Neutralstellung des Fahrzeugs 101 dargestellt, welche sich bei einer Fahrt in einem geraden und nicht verwundenen Gleis 06 ergibt. In dieser Neutralstellung verlaufen die beiden Lenker 105.5, 105.6 in der Schnittebene der Figur 1 (yz-Ebene) im vorliegenden Beispiel derart zur Hochachse (z-Achse) des Fahrzeugs 101 geneigt, dass ihre oberen (am Wagenkasten 102 angelenkten) Enden zur

Fahrzeugmitte hin versetzt sind und sich ihre Längsachsen in einem Punkt MP schneiden, der in der Längsmittenebene (xz-Ebene) des Fahrzeugs liegt. Durch die Lenker 105.5, 105.6 ist in hinlänglich bekannter Weise eine (in der Neutralstellung ^' ) zur

Fahrzeuglängsachse 101 .1 parallel verlaufende Wankachse definiert, welche durch den Punkt MP verläuft. Der Schnittpunkt MP der Längsachsen der Lenker 105.5, 105.6 bildet mit anderen Worten den Momentanpol einer Wankbewegung des Wagenkastens 102 um diese Wankachse.

Die Wankstütze 105 erlaubt in hinlänglich bekannter Weise ein auf beiden Seiten des Fahrzeugs synchrones Einfedern der Sekundärfederung 103.2, während sie eine reine Wankbewegung um die Wankachse bzw. den Momentanpol MP verhindert. Weiterhin ist, wie insbesondere Figur 1 zu entnehmen ist, aufgrund der Schrägstellung der Lenker 105.5, 105.6 durch die Wankstütze 105 eine Kinematik mit einer kombinierten Bewegung aus einer Wankbewegung um die Wankachse bzw. den Momentanpol MP und einer Querbewegung in Richtung der Fahrzeugquerachse (y-Achse) vorgegeben (wie dies in Figur 1 durch die gestrichelte Kontur 106 angedeutet ist). Hierbei versteht es sich, dass der Schnittpunkt MP und damit die Wankachse aufgrund der durch die Lenker 105.5, 105.6 vorgegebenen Kinematik bei einer Auslenkung des Wagenkastens 102 aus der Neutralstellung in der Regel ebenfalls seitlich auswandert.

Um den Wankwinkel des Wagenkastens 102 um die Wankachse bzw. den Momentanpol MP aktiv einsteilen zu können, kann das Fahrzeug 101 im vorliegenden Beispiel einen Aktuator umfassen, um die hierfür erforderlichen Stellbewegungen zur Verfügung stellen (wie dies in Figur 1 durch die gestrichelte Kontur 107 angedeutet ist). Der Aktuator 107 ist hierzu dann an dem Drehgestellrahmen 103.4 sowie dem Wagenkasten 102 befestigt.

Wie insbesondere der Figur 1 zu entnehmen ist, liegt die Wankachse bzw. der

Momentanpols MP in der Höhenrichtung vergleichsweise nahe an dem Schwerpunkt SP des Wagenkastens 102. Hierdurch versteift das System bei herkömmlichen Fahrzeugen in Querrichtung, sodass bei diesen herkömmlichen Fahrzeugen neben Abstrichen im

Neigungskomfort vor allen Dingen Nachteile im Schwingungskomfort für die Passagiere hingenommen werden müssen.

Zudem erzeugt diese in Fahrzeugquerrichtung steife Kinematik bei herkömmlichen

Fahrzeugen eine Koppelung der beiden Fahrwerke eines Wagens derart, dass bei

Ausdrehbewegungen des Wagenkastens bezüglich des Fahrwerks Verwindungen im Wagenkasten auftreten, welche zu Radentlastungen führen und die Entgleisungssicherheit beeinträchtigen können. Bei herkömmlichen Doppelstockfahrzeugen kann der

Momentanpol MP zudem sehr nahe am Oberdeck des Wagens liegen, wodurch sich der Komfort gerade im Oberdeck deutlich verschlechtert.

Um diesen Nachteilen herkömmlicher Fahrzeuge entgegenzuwirken, umfasst die

Wankstütze 105 der Neigeeinrichtung 104 eine Querentkopplungseinrichtung 105 7, die im Bereich des Anschlusses der Wankstütze 105 an dem Drehgesteilrahmen 103.4

angeordnet ist. Die Querentkopplungseinrichtung 105.7 ist von zwei Querentkopplungseinheiten 105.8 der Lagerblöcke 05.4 gebildet. Die Querentkopplungseinheit 05.8 umfassen jeweils eine Gummischichtfeder 105.9. welche die an dem Drehgestellrahmen 103.4 angebundene Basis der Lagerblöcke 105.4 bildet.

Die Gummischichtfeder 105.9 ist so angeordnet, dass ihre Schichtungsrichtung in

Fahrzeughöhenrichtung (z-Richtung) verläuft. Demgemäß weist die Gummischichtfeder 105.9 in der Fahrzeugquerrichtung eine vergleichsweise geringe Quersteifigkeit auf.

während sie demgegenüber in der Fahrzeughöhenrichtung eine vergleichsweise hohe Steifigkeit aufweist. Im vorliegenden Beispiel beträgt die Quersteifigkeit der

Gummischichtfeder 105.9 etwa 20% ihrer Steifigkeit in der Fahrzeughöhenrichtung. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch die bereits erwähnten hiervon abweichenden Verhältnisse zwischen diesen beiden Steifigkeiten über die

Eigenschaften der Gummischichtfedern 105.9 eingestellt werden können.

Im vorliegenden Beispiel liegt die Quersteifigkeit der jeweiligen Gummischichtfeder 105.9 bei etwa 1 kN/mm, sodass die Gesamt-Quersteifigkeit der Querentkopplungseinrichtung 105.7 bei etwa 2 kN/mm liegt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch beliebige andere Quersteifigkeitswerte gewählt werden können.

Insbesondere kann auch eine Quersteifigkeit mit nahezu 0 kN/mm vorgesehen sein.

Die Verwendung der Gummischichtfedern 105.9 bringt dem einen Vorteil mit sich, dass sie in äußerst Platz sparender Weise sowohl ein Lagerelement als auch ein Kopplungselement im Sinne der vorliegenden Erfindung bilden. So übernehmen sie sowohl die Lagerung und (in gewissen Grenzen) Führung als auch die elastische Ankopplung der Neigeeinrichtung 105.7 an dem Drehgestellrahmen 103.4.

Die Gummischichtfedern 105.9 weisen im vorliegenden Beispiel auch in

Fahrzeuglängsrichtung eine entsprechend geringe Steifigkeit auf. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeuges auch vorgesehen sein kann, dass beispielsweise über (in Fahrzeuglängsrichtung vordere und hintere) Anschläge eine entsprechende Führung erzielt werden kann, welche die Bewegung in

Fahrzeuglängsrichtung einschränkt. Ebenso kann eine solche Führung über eine V-förmige Gestaltung der Gummischichtfedem erzielt werden.

Die Gummischichtfedem 105.9 integrieren (dank ihrer inneren Reibung im Kunststoff) zudem noch die Funktion einer Dämpfungseinrichtung. Zudem setzten sie einer Querauslenkung je nach Ausführung einen stetig oder gegebenenfalls sogar progressiv ansteigenden Widerstand entgegen, was sich positiv auf den Fahrkomfort auswirkt, da kleinere Querstöße (also Stöße in Fahrzeugquerrichtung) ohne Weiteres unverzüglich aufgenommen werden können, während größere Querstöße vergleichweise sanft abgebremst werden können (ohne dass es beispielsweise zu einem harten Anlaufen gegen einen Anschlag oder dergleichen kommen muss).

Die durch die Querentkopplungseinrichtung 105.7 ist in die Neigeeinrichtung 104 eine zusätzliche Querverschieblichkeit des Wagenkastens 102 bezüglich des Drehgestells 103 in Fahrzeugquerrichtung eingeführt. Die Gesamt-Quersteifigkeit der Neigeeinrichtung 105.7 liegt bei ungehemmter Querverschieblichkeit der Gummischichtfedern 105.9 in

Fahrzeugquerrichtung bei einer ersten Quersteifigkeit, während sie im Falle einer

Hemmung der Querverschieblichkeit der Gummischichtfedern 05.9 in

Fahrzeugquerrichtung bei einer zweiten Quersteifigkeit liegt. Im vorliegenden Beispiel beträgt diese erste Quersteifigkeit weniger als 20% der zweiten Quersteifigkeit, wodurch sich besonders günstige Eigenschaften hinsichtlich des Schwingungskomforts erzielen lassen. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch die bereits erwähnten hiervon abweichenden Verhältnisse zwischen der ersten und zweiten

Quersteifigkeit über die Eigenschaften der Gummischichtfedern 105.9 eingestellt werden können.

Durch diese mit der Querentkopplungseinrichtung 105.7 in die Neigeeinrichtung 104 eingebrachte zusätzliche Querelastizität wird zum einen der Schwingungskomfort gegenüber herkömmlichen Fahrzeugen ohne eine derartige Querentkopplungseinrichtung verbessert. Zudem kann ein Ausdrehen des Wagenkastens 102 bezüglich des Drehgestells 103 in der Querentkopplungseinrichtung 105.7 aufgenommen werden, ohne zusätzliche Verwindung im Wagenkasten 102 zu erzeugen. Weiterhin kann hierdurch der Komfort bzw. das Schwingungsverhalten gerade im oberen Teil des Wagenkastens verbessert werden, was insbesondere bei Doppelstockwagen von Vorteil ist.

Im vorliegenden Beispiel ist die Gummischichtfeder 105.9 an der Basis der Lagerblöcke 105.4 angeordnet. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass eine Gummischichtfeder in die Lagerblöcke 105.4 integriert ist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine entsprechend zylinderförmig gestaltete Gummischichtfeder zwischen die Torsionswelle 105.3 und die Lagerschale des jeweiligen Lagerblocks 105.4 eingebracht ist. Hiermit kann eine besonders kompakte und Platz sparende Gestaltung erzielt werden. Zweites Ausführunqsbeispiel

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Neigeeinrichtung 204 ist in Figur 3 dargestellt. Die Neigeeinrichtung 204 entspricht dabei in ihrer grundsätzlichen Gestaltung und Funktionsweise der Neigeeinrichtung 104 aus Figur 1 und 2, insbesondere kann sie anstelle der Neigeeinrichtung 104 in dem Fahrzeug 101 eingesetzt werden, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind identische Komponenten mit den identischen Bezugszeichen versehen, während gleichartige Komponenten mit um den Wert 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Sofern nachfolgend nichts Anderweitiges ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale, Funktionen und Vorteile dieser Komponenten auf die obigen Ausführungen im

Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel verwiesen.

Der Unterschied zur Ausführung aus Figur 1 und 2 besteht in der Gestaltung der

Querentkopplungseinrichtung 205.7. So sind bei diesem Ausführungsbeispiel die

Lagerblöcke 205.4 starr mit dem Drehgestellrahmen 103.4 verbunden, während sie die Torsionswelle 105.3 in Fahrzeugquerrichtung (über eine ausreichend große Strecke) frei verschieblich lagern und somit ein Lagerelement der Neigeeinrichtung 204 im Sinne der vorliegenden Erfindung bilden.

Im vorliegenden Beispiel ist das elastische Koppelelement, welches die Quersteifigkeit der Querentkopplungseinrichtung 205.7 definiert und der Querbewegung der Neigeeinrichtung 204 einen entsprechenden Widerstand entgegengesetzt, durch eine separate, im Bereich des ersten Hebelarms 105.1 angebundene Feder 205.10 gebildet, die an ihrem anderen Ende mit dem Drehgestellrahmen 103.4 verbunden und somit gegen diesen abgestützt ist.

Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung eine beliebige andere Anordnung des Koppelelementes gewählt sein kann. Insbesondere kann es im Bereich der Lagerblöcke 205.4 angeordnet sein und sich gegebenenfalls an diesen abstützen.

Drittes Ausführunqsbeispiel

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Neigeeinrichtung 304 ist in Figur 4 dargestellt. Die Neigeeinrichtung 304 entspricht dabei in ihrer grundsätzlichen Gestaltung und Funktionsweise der Neigeeinrichtung 104 aus Figur 1 und 2, insbesondere kann sie anstelle der Neigeeinrichtung 104 in dem Fahrzeug 101 eingesetzt werden, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind identische Komponenten mit den identischen Bezugszeichen versehen, während gleichartige Komponenten mit um den Wert 200 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Sofern nachfolgend nichts Anderweitiges ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale, Funktionen und Vorteile dieser Komponenten auf die obigen Ausführungen im

Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel verwiesen.

Der Unterschied zur Ausführung aus Figur 1 und 2 besteht lediglich in der Anordnung der Querentkopplungseinrichtung 305.7. So sind bei diesem Ausführungsbeispiel die

Lagerblöcke 305.4 starr mit dem Drehgestellrahmen 103.4 verbunden, wobei sie die Torsionswelle 105.3 auch in Fahrzeugquerrichtung fixieren. Die Querentkopplungseinheiten 305.8 sind durch Gummischichtfedern 305.9 gebildet, die einerseits an der

Wagenkastentraverse des Wagenkastens 102 und an denen andererseits die Lenker 105.5 und 105.6 angelenkt sind. Die Gummischichtfedern 305.9 sind identisch zu den

Gummischichtfedern 105.9 bis ersten Ausführungsbeispiel gestaltet, sodass hinsichtlich ihrer Eigenschaften explizit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.

Viertes Ausführunqsbeispiel

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Neigeeinrichtung 404 ist in Figur 5 und 6 dargestellt. Die Neigeeinrichtung 404 entspricht dabei in ihrer grundsätzlichen Gestaltung und Funktionsweise der Neigeeinrichtung 104 aus Figur 1 und 2, insbesondere kann sie anstelle der Neigeeinrichtung 104 in dem Fahrzeug 101 eingesetzt werden, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Insbesondere sind identische Komponenten mit den identischen Bezugszeichen versehen, während gleichartige Komponenten mit um den Wert 300 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Sofern nachfolgend nichts Anderweitiges ausgeführt wird, wird hinsichtlich der Merkmale, Funktionen und Vorteile dieser Komponenten auf die obigen Ausführungen im

Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel verwiesen.

Der Unterschied zur Ausführung aus Figur 1 und 2 besteht wiederum in der Gestaltung der Querentkopplungseinrichtung 405.7. So sind bei diesem Ausführungsbeispiel die

Lagerblöcke 305.4 wiederum starr mit dem Drehgestellrahmen 103.4 verbunden, wobei sie die Torsionswelle 105.3 auch in Fahrzeugquerrichtung fixieren. Zum anderen sind die Querentkopplungseinheiten durch querelastisch gestaltete Abschnitte 405.8 der (identisch gestalteten) Hebelarme 405.1 und 405.2 gebildet, wie nachfolgend anhand des ersten Hebelarms 405.1 beschrieben wird. Wie Figur 6 zu entnehmen ist, umfasst der Hebelarm 405.1 zu diesem Zweck zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beanstandete, blattfederartig gestaltete Abschnitte 405.1 1 , deren (zueinander im Wesentlichen parallel angeordnete)

Haupterstreckungsebenen (im in Figur 6 dargestellten unbelasteten Zustand) senkrecht zur Schwenkachse der Torsionswelle 105.3 verlaufen. Demgemäß können die Abschnitte 405.1 1 entsprechend großes Torsionsmoment auf die Torsionswelle 105.3 ausüben, während sie, dass sie senkrecht zu ihren Haupterstreckungsebenen, also in

Fahrzeugquerrichtung elastisch ausgebildet sind und damit die Querelastizität der

Querentkopplungseinrichtung 405.7 gewährleisten.

Durch die parallele Anordnung der beiden Blattfedern 405.1 1 ist eine Parallelführung innerhalb des Hebelarm des 405.1 realisiert. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung gegebenenfalls auch lediglich ein entsprechend blattfederartig gestalteter Abschnitt ausreichen kann. Ebenso können aber auch mehr als zwei blattfederartig gestaltete Abschnitte vorgesehen sein, wie dies in Figur 6 durch die gestrichelte Kontur 408 angedeutet ist.

Um eine zusätzliche Dämpfung zu erzielen, kann zwischen den beiden Blattfedern 405.1 1 elastisches Dämpfungselement, beispielsweise ein Gummielement oder dergleichen, angeordnet sein, wie dies in Figur 6 durch die strichzweipunktierte Kontur 409 angedeutet ist.

Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen für Schienenfahrzeuge beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch in Verbindung mit beliebigen anderen Fahrzeugen zum Einsatz kommen kann.