AT523285A4 - Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug - Google Patents
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- B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
- B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
- B61C9/48—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension
- B61C9/50—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension in bogies
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug mit zumindest einem Fahrwerksrahmen (8), mit zumindest einem ersten Radsatz (1), welcher mit dem zumindest einen Fahrwerksrahmen (8) gekoppelt ist, mit zumindest einem ersten Antriebsmotor (21) sowie mit zumindest einem ersten Getriebe (20), wobei der zumindest erste Antriebsmotor (21) mittels einer Dreipunktlagerung mit Fahrwerkskomponenten verbunden ist, wobei der zumindest erste Antriebsmotor (21) und das zumindest erste Getriebe (20) als zwei eigene Einheiten mit eigenen Gehäusen ausgebildet sind. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass der zumindest erste Antriebsmotor (21) auf dem zumindest einen Fahrwerksrahmen (8) und auf zumindest einer radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente elastisch gelagert ist. Durch eine derartige Antriebsmotorlagerung wird der Fahrwerksrahmen (8) mechanisch entlastet.
Description
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Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug mit zumindest einem Fahrwerksrahmen, mit zumindest einem ersten Radsatz, welcher mit dem zumindest einen Fahrwerksrahmen gekoppelt ist, mit zumindest einem ersten Antriebsmotor sowie mit zumindest einem ersten Getriebe, wobei der zumindest erste Antriebsmotor mittels einer Dreipunktlagerung mit Fahrwerkskomponenten verbunden ist, wobei der zumindest erste Antriebsmotor und das zumindest erste Getriebe als zwei eigene Einheiten mit eigenen Gehäusen
ausgebildet sind.
Fahrwerke für Schienenfahrzeuge müssen eine hohe Entgleisungssicherheit aufweisen.
Diese kann erreicht werden, wenn das Fahrwerk nachgiebig auf Gleisverwindungen reagiert. Eine entsprechende Nachgiebigkeit in Bezug auf Gleisverwindungen wird häufig über eine geeignete Ausbildung von Primärfedern bewirkt. Darüber hinaus kann eine geringe Torsionssteifigkeit des Fahrwerksrahmens, d.h. ein verwindeweicher Fahrwerksrahmen, zu genannter Nachgiebigkeit und damit zu einem Ausgleich von Gleisverwindungen beitragen.
Zur Ausbildung eines leichten und verwindeweichen Fahrwerksrahmens ist es erforderlich, dass möglichst kleine Torsionsmomente aus Massenkräften und Reaktionsmomenten des ersten Antriebsmotors in den Fahrwerksrahmen eingeleitet
werden.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die WO 2014/135416 Al bekannt, in welcher ein Fahrwerk eines Schienenfahrzeugs mit einer Antriebseinheit offenbart ist. Die Antriebseinheit ist querelastisch gelagert, hierzu können beispielsweise ein erstes Lager auf einem ersten Radsatzlagergehäuse des Fahrwerks, ein zweites Lager auf einem zweiten Radsatzlagergehäuse des Fahrwerks sowie ein
drittes Lager auf einem Fahrwerksrahmen vorgesehen sein.
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Weiterhin kann zwischen der Antriebseinheit und dem Fahrwerksrahmen ein Dämpfer vorgesehen sein.
Ein Elektromotor, ein Getriebe und eine Kupplung sind nicht als eigene Einheiten ausgeführt, sondern zu der genannten
Antriebseinheit zusammengefasst.
Weiterhin ist die WO 2017/133954 Al bekannt, in welcher ein Fahrwerk eines Schienenfahrzeugs gezeigt ist. Das Fahrwerk weist einen Fahrwerksrahmen mit einem Querträger sowie einem ersten Längsträger und einem zweiten Längsträger auf. Ein Antriebsmotor ist mit dem Querträger verbunden. Weiterhin ist der Antriebsmotor mit dem ersten Längsträger, mit dem zweiten Längsträger oder mit dem ersten Längsträger und dem zweiten Längsträger gekoppelt.
Dieser Ansatz weist in seiner bekannten Form den Nachteil auf, dass eine Längsträgerstruktur des Fahrwerksrahmens durch Lagerreaktionen des Antriebsmotors nicht unerheblich belastet
wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickeltes Fahrwerk mit einem möglichst großen Motorbauraum und zugleich einer möglichst
gering belasteten Fahrwerksrahmenstruktur anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst mit einem Fahrwerk der eingangs genannten Art, bei dem der zumindest erste Antriebsmotor auf dem zumindest einen Fahrwerksrahmen und auf zumindest einer radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente elastisch gelagert ist.
Durch Nutzung von einer oder zwei radsatzgelagerten Fahrwerkskomponenten, wobei es sich um unmittelbar mit dem ersten Radsatz verbundene Fahrwerkskomponenten wie das erste Getriebe, eine erste Radsatzlagervorrichtung oder eine erste Radsatzführungsvorrichtung etc. handelt, zur Motorlagerung wird trotz der Dreipunktlagerung des ersten Antriebsmotors eine kompakte Anordnung aus dem ersten Antriebsmotor und
dessen Lagern erzielt. Eine Anordnung von Lagern auf
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Längsträgern des Fahrwerksrahmens ist nicht erforderlich. Der Fahrwerksrahmen wird durch eine derartige Motorlagerung entlastet, da als Lagerreaktionen aus einer Gewichtskraft des ersten Antriebsmotors hauptsächlich Kräfte auftreten und eine Einleitung von Drehmomenten in den Fahrwerksrahmen reduziert wird.
Dadurch kann der Fahrwerksrahmen leicht und mit geringer Torsionssteifigkeit ausgeführt sein, wodurch wiederum die Entgleisungssicherheit sowie eine Energieeffizienz des Schienenfahrzeugs gesteigert wird.
Zugleich wird dadurch eine besonders stabile Motorlagerung auch für leistungsstarke erste Antriebsmotoren, welche mit
hohen Drehzahlen betrieben werden, bewirkt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung erhält man, wenn der zumindest erste Antriebsmotor auf dem zumindest ersten Getriebe gelagert ist.
Durch diese Maßnahme kann der erste Antriebsmotor sehr nahe an dem ersten Getriebe angeordnet werden und führt Bewegungen des ersten Radsatzes und des ersten Getriebes mit aus. Dadurch kann eine erste Kupplung sehr kompakt, d.h. mit geringer Kupplungslänge ausgeführt werden, wodurch der
Motorbauraum vergrößert wird.
Günstig ist es weiterhin, wenn der zumindest erste Antriebsmotor auf einer ersten Radsatzlagervorrichtung gelagert ist.
Es kann Jedoch auch hilfreich sein, wenn der zumindest erste Antriebsmotor auf einer ersten Radsatzführungsvorrichtung gelagert ist.
Beispielsweise kann der erste Antriebsmotor auf einem ersten Radsatzlagergehäuse oder auf einem ersten Schwingarm, welcher auch eine bauliche Einheit mit dem ersten Radsatzlagergehäuse bilden kann, etc. gelagert sein. Diese Maßnahme ist insbesondere bei innengelagerten Radsätzen vorteilhaft, da Radsatzlagervorrichtungen bei einem innengelagerten ersten
Radsatz in einem Bereich zwischen einem ersten Rad und einem
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zweiten Rad des ersten Radsatzes vorgesehen und deshalb nahe an Antriebskomponenten des Fahrwerks angeordnet sind. Beispielsweise kann eine Lagerung des ersten Antriebsmotors auf der ersten Radsatzlagervorrichtung oder der ersten Radsatzführungsvorrichtung zusätzlich zu dessen Lagerung auf dem ersten Getriebe vorgesehen sein, wodurch das erste Getriebe von Lagerreaktionen aus dem ersten Antriebsmotor
entlastet wird.
Eine vorteilhafte Lösung wird erreicht, wenn Lager zwischen dem zumindest ersten Antriebsmotor einerseits sowie dem zumindest einen Fahrwerksrahmen und der zumindest einen radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente andererseits Lagerlängsachsen aufweisen, welche rechtwinklig zueinander sowie parallel zu einer von einer Fahrwerkslängsachse und einer Fahrwerkshochachse gebildeten Ebene angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird, wenn jene Bereiche oder Flächen auf dem Fahrwerksrahmen und auf der radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente oder den radsatzgelagerten Fahrwerkskomponenten, in welchen der erste Antriebsmotor mit dem Fahrwerksrahmen und der radsatzgelagerten Komponente oder den radsatzgelagerten Komponenten verbunden ist, orthogonal zueinander ausgerichtet sind, ein an konstruktive Eigenschaften des Fahrwerks angepasster Kraftfluss in den
Fahrwerksrahmen erzielt.
Ferner ist es günstig, wenn der zumindest erste Antriebsmotor auf einer Oberseite der zumindest einen radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente abgestützt ist.
Es kann Jedoch auch vorteilhaft sein, wenn der zumindest erste Antriebsmotor mit einer Unterseite der zumindest einen radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente verbunden ist.
Durch diese Maßnahme kann der erste Antriebsmotor nahe an der radsatzgelagerten Komponente oder den radsatzgelagerten Komponenten angeordnet werden. Weiterhin wird dadurch ein
ausreichender Bauraum zwischen dem Fahrwerksrahmen und dem
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ersten Radsatz auch für einen großen und leistungsstarken
ersten Antriebsmotor ermöglicht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung erhält man, wenn zwischen dem zumindest ersten Antriebsmotor und der zumindest einen radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente ein erster Kragträger vorgesehen ist, welcher lösbar mit dem zumindest ersten Antriebsmotor verbunden ist.
Dadurch werden Vereinfachungen bei Ein- und Ausbau des ersten Antriebsmotors in das und aus dem Fahrwerk erzielt. Bei einer Montage oder einer Demontage des ersten Antriebsmotors kann der erste Kragträger von dem ersten Antriebsmotor gelöst werden, um den ersten Antriebsmotor kollisionsfrei handhaben
zu können.
Es ist günstig, wenn der zumindest erste Antriebsmotor auf dem zumindest einen Fahrwerksrahmen mit einer geringeren Steifigkeit als auf der zumindest einen radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente elastisch gelagert ist.
Dadurch kann der erste Antriebsmotor zusammen mit dem ersten
Radsatz Bewegungen relativ zu dem Fahrwerksrahmen ausführen.
Eine bevorzugte Lösung wird erreicht, wenn der zumindest erste Antriebsmotor über ein Befestigungsmodul, welches mit dem zumindest ersten Antriebsmotor und mit dem zumindest einen Fahrwerksrahmen 1l16sbar verbunden ist, auf dem zumindest einen Fahrwerksrahmen gelagert ist.
Durch diese Maßnahme wird ein Distanzausgleich zwischen dem ersten Antriebsmotor und dem Fahrwerksrahmen bewirkt. Es ist dadurch beispielsweise im Zusammenhang mit einer Umrüstung möglich, den ersten Antriebsmotor durch einen kleineren Antriebsmotor zu ersetzen, ohne dass der Fahrwerksrahmen
selbst angepasst werden muss.
Weiterhin ist es hilfreich, wenn der zumindest eine
Fahrwerksrahmen zumindest ein offenes Profil umfasst.
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Durch diese Maßnahme werden die Torsionssteifigkeit des Fahrwerksrahmens gesenkt, eine Fahrwerksmasse reduziert sowie
die Entgleisungssicherheit des Schienenfahrzeugs erhöht.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen beispielhaft:
Fig. 1: Einen Ausschnitt aus einer beispielhaften ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Fahrwerks in schematischer Grundrissdarstellung mit einem außengelagerten ersten Radsatz sowie einem 10 auf einem Fahrwerksrahmen und einem ersten Getriebe
elastisch gelagerten ersten Antriebsmotor,
Fig. 2: Einen Ausschnitt aus einer beispielhaften zweiten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen 15 Fahrwerks in schematischer Grundrissdarstellung mit einem innengelagerten ersten Radsatz sowie einem auf einem Fahrwerksrahmen und einem ersten Getriebe
elastisch gelagerten ersten Antriebsmotor,
20 Fig. 3: Einen Ausschnitt aus einer beispielhaften dritten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Fahrwerks in schematischer Grundrissdarstellung mit einem innengelagerten ersten Radsatz sowie einem auf einem Fahrwerksrahmen und einer ersten
25 Radsatzführungsvorrichtung elastisch gelagerten
ersten Antriebsmotor,
Fig. 4: Einen Ausschnitt aus einer beispielhaften vierten
Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen
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Fig. 5: Einen Seitenriss der beispielhaften vierten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen
Fahrwerks, und
5 Fig. 6: Eine Detaildarstellung eines Schnitts durch einen Querträger eines Fahrwerksrahmens eines erfindungsgemäßen Fahrwerks, wobei mit einem Steg eines offenen Profils des Querträgers ein
elastisches erstes Motorlager verbunden ist.
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Fig. 1 zeigt einen Grundriss einer beispielhaften ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Fahrwerks eines Schienenfahrzeugs in schematischer und ausschnittsweiser Darstellung.
Das Fahrwerk weist einen ersten Radsatz 1 sowie einen in Fig. 1 nicht sichtbaren zweiten Radsatz auf. Der erste Radsatz 1 ist außengelagert, d.h. eine erste Radsatzlagervorrichtung 2 und eine zweite Radsatzlagervorrichtung 3 des ersten Radsatzes 1 sind außerhalb eines von einem ersten Rad 4 und einem zweiten Rad 5 des ersten Radsatzes 1 begrenzten Bereichs angeordnet.
Der zweite Radsatz ist konstruktiv gleich wie der erste Radsatz 1 ausgebildet und ebenfalls als außengelagerter Radsatz ausgeführt.
Die erste Radsatzlagervorrichtung 2 und die zweite Radsatzlagervorrichtung 3 umfassen Radsatzlager des ersten Radsatzes 1. Weiterhin weist die erste Radsatzlagervorrichtung 2 ein erstes Radsatzlagergehäuse 6 auf, die zweite Radsatzlagervorrichtung 3 ein zweites
Radsatzlagergehäuse 7.
Mit dem ersten Radsatz 1 und dem zweiten Radsatz ist ein Fahrwerksrahmen 8 gekoppelt.
Zur Verbindung des ersten Radsatzes 1 mit dem Fahrwerksrahmen 8 ist zwischen einem ersten Längsträger 9 des Fahrwerksrahmens 8 und dem ersten Radsatzlagergehäuse 6 eine erste Primärfeder 11 vorgesehen, zwischen einem zweiten Längsträger 10 des Fahrwerksrahmens 8 und dem zweiten Radsatzlagergehäuse 7 eine zweite Primärfeder 12.
Weiterhin sind zur Koppelung des ersten Radsatzes 1 an den Fahrwerksrahmen 8 zwischen dem ersten Längsträger 9 und dem ersten Radsatz 1 eine erste Radsatzführungsvorrichtung 13 vorgesehen, zwischen dem zweiten Längsträger 10 und dem ersten Radsatz 1 eine zweite Radsatzführungsvorrichtung 14. Die erste Radsatzführungsvorrichtung 13 weist einen ersten
Schwingarm 15 sowie eine erste Radsatzführungsbuchse 17 auf.
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Der erste Schwingarm 15 ist, einstückig mit dem ersten Radsatzlagergehäuse 6, als Gussteil ausgebildet. Erfindungsgemäß ist es jedoch auch vorstellbar, dass die erste Radsatzführungsvorrichtung 13 und die erste Radsatzlagervorrichtung 2 jeweils als eigene Einheiten ausgeführt sind.
Über die erste Radsatzführungsbuchse 17 ist der erste Schwingarm 15 an den Fahrwerksrahmen 8 gekoppelt.
Die zweite Radsatzführungsvorrichtung 14 ist konstruktiv gleich wie die erste Radsatzführungsvorrichtung 13 ausgeführt und umfasst einen zweiten Schwingarm 16 sowie eine zweite Radsatzführungsbuchse 18, über welche der zweite Schwingarm 16 an den Fahrwerksrahmen 8 gekoppelt ist.
Der zweite Radsatz ist nach gleichem Prinzip wie der erste
Radsatz 1 mit dem Fahrwerksrahmen 8 verbunden.
Mit einer Radsatzwelle 19 des ersten Radsatzes 1 ist ein achsreitendes, d.h. mit dem ersten Radsatz 1 bewegliches erstes Getriebe 20 verbunden, wodurch Antriebskräfte und Drehmomente von einem elektrischen ersten Antriebsmotor 21 über eine erste Kupplung 22, welche dem ersten Antriebsmotor 21 und dem ersten Getriebe 20 zwischengeordnet ist und Relativbewegungen zwischen dem ersten Antriebsmotor 21 und dem ersten Getriebe 20 ausgleicht, und das erste Getriebe 20 auf den ersten Radsatz 1 übertragen werden.
Der erste Antriebsmotor 21 und das erste Getriebe 20 sind als zwei eigene Einheiten mit eigenen Gehäusen ausgebildet, der erste Antriebsmotor 21 weist ein Motorgehäuse, das erste Getriebe 20 ein Getriebegehäuse auf.
Zwischen dem Getriebegehäuse und einem Querträger 23 des Fahrwerksrahmens 8 ist eine Getriebe-Drehmomentstütze 24
angeordnet.
Der erste Antriebsmotor 21 ist mittels einer Dreipunktlagerung mit Fahrwerkskomponenten verbunden. Der erste Antriebsmotor 21 ist elastisch auf dem
Fahrwerksrahmen 8 und elastisch auf dem ersten Getriebe 20,
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d.h. auf einer radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente, gelagert.
Der erste Antriebsmotor 21 ist ausschließlich auf dem Fahrwerksrahmen 8 und dem ersten Getriebe 20 gelagert. Zwischen dem ersten Antriebsmotor 21 und dem Querträger 23 sind ein elastisches erstes Motorlager 25, welches beispielhaft auch in Fig. 6 dargestellt ist, sowie ein konstruktiv gleich wie das erste Motorlager 25 ausgeführtes elastisches zweites Motorlager 26 angeordnet.
Der erste Antriebsmotor 21 ist auf einer Oberseite des ersten Getriebes 20 über einen ersten Kragträger 27, welcher einstückig mit dem Motorgehäuse als Gussteil ausgebildet ist, abgestützt.
Erfindungsgemäß ist es Jedoch auch denkbar, den ersten Kragträger 27 mit dem Motorgehäuse lösbar zu verbinden, d.h. beispielsweise zu verschrauben etc.
Zwischen dem ersten Kragträger 27 und dem Getriebegehäuse des ersten Getriebes 20 ist, als Lager zwischen dem ersten Antriebsmotor 21 und dem ersten Getriebe 20, ein erstes Elastikelement 29 vorgesehen, welches als ElastomerMetallteil ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist es jedoch auch vorstellbar, das erste Elastikelement 29 z.B. als Federkissen auszuführen. Erfindungsgemäß ist es weiterhin denkbar, den ersten Kragträger 27 beispielsweise mit Unterseiten des ersten
Antriebsmotors 21 und des ersten Getriebes 20 zu verbinden.
Das erste Motorlager 25 weist eine erste Motorlagerlängsachse 31 und das zweite Motorlager 26 eine zweite Motorlagerlängsachse 32 auf, welche rechtwinklig zu einer ersten Elastikelementlängsachse 33, welche in Fig. 1 projizierend erscheint, des ersten Elastikelements 29 angeordnet sind.
Die erste Motorlagerlängsachse 31 und die zweite Motorlagerlängsachse 32 sind parallel zu einer Fahrwerkslängsachse 35 ausgerichtet, die erste
Elastikelementlängsachse 33 parallel zu einer in Fig. 1
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projizierend erscheinenden Fahrwerkshochachse 36. Die erste Motorlagerlängsachse 31, die zweite Motorlagerlängsachse 32 sowie die erste Elastikelementlängsachse 33 sind somit parallel zu einer von der Fahrwerkslängsachse 35 und der Fahrwerkshochachse 36 gebildeten Ebene angeordnet.
Das erste Elastikelement 29 ist steifer als das erste Motorlager 25 und das zweite Motorlager 26 ausgeführt.
Der erste Antriebsmotor 21 ist somit auf dem Fahrwerksrahmen 8 mit einer geringeren Steifigkeit als auf der radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente elastisch gelagert. Der erste Antriebsmotor 21 führt daher Bewegungen des ersten Radsatzes 1 mit aus, weshalb eine Kupplungslänge der ersten Kupplung 22 klein ausgeführt ist.
Weiterhin ist dadurch der erste Antriebsmotor 21 relativ zu dem Fahrwerksrahmen 8, insbesondere in Fahrwerksquerrichtung
sowie in Richtung der Fahrwerkslängsachse 35, beweglich.
Das Fahrwerk weist einen zweiten Antriebsmotor, ein zweites Getriebe und eine zweite Kupplung auf, welche in Fig. 1 nicht sichtbar sind und nach selben Prinzipien wie der erste Antriebsmotor 21, das erste Getriebe 20 und die erste Kupplung 22 ausgeführt und miteinander sowie mit dem
Fahrwerksrahmen 8 und dem zweiten Radsatz verbunden sind.
In Fig. 2 ist ein Grundriss einer beispielhaften zweiten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Fahrwerks eines Schienenfahrzeugs in schematischer und ausschnittsweiser Darstellung offenbart.
Das Fahrwerk weist einen ersten Radsatz 1 sowie einen in Fig. 2 nicht sichtbaren zweiten Radsatz auf. Der erste Radsatz 1 ist innengelagert, d.h. eine erste Radsatzlagervorrichtung 2 und eine zweite Radsatzlagervorrichtung 3 des ersten Radsatzes 1 sind innerhalb eines von einem ersten Rad 4 und einem zweiten Rad 5 des ersten Radsatzes 1 begrenzten
Bereichs angeordnet.
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Der zweite Radsatz ist konstruktiv gleich wie der erste Radsatz 1 ausgebildet und ebenfalls als innengelagerter Radsatz ausgeführt.
Die erste Radsatzlagervorrichtung 2 und die zweite Radsatzlagervorrichtung 3 umfassen Radsatzlager des ersten Radsatzes 1. Weiterhin weist die erste Radsatzlagervorrichtung 2 ein erstes Radsatzlagergehäuse 6 auf, die zweite Radsatzlagervorrichtung 3 ein zweites
Radsatzlagergehäuse 7.
Mit dem ersten Radsatz 1 und dem zweiten Radsatz ist ein Fahrwerksrahmen 8 gekoppelt.
Zur Verbindung des ersten Radsatzes 1 mit dem Fahrwerksrahmen 8 ist zwischen einem ersten Längsträger 9 des Fahrwerksrahmens 8 und dem ersten Radsatzlagergehäuse 6 eine erste Primärfeder 11 vorgesehen, zwischen einem zweiten Längsträger 10 des Fahrwerksrahmens 8 und dem zweiten Radsatzlagergehäuse 7 eine zweite Primärfeder 12.
Weiterhin sind zur Koppelung des ersten Radsatzes 1 an den Fahrwerksrahmen 8 zwischen dem ersten Längsträger 9 und dem ersten Radsatz 1 eine erste Radsatzführungsvorrichtung 13 vorgesehen, zwischen dem zweiten Längsträger 10 und dem ersten Radsatz 1 eine zweite Radsatzführungsvorrichtung 14. Die erste Radsatzführungsvorrichtung 13 weist einen ersten Schwingarm 15 sowie eine erste Radsatzführungsbuchse 17 auf. Der erste Schwingarm 15 ist, einstückig mit dem ersten Radsatzlagergehäuse 6, als Gussteil ausgebildet.
Über die erste Radsatzführungsbuchse 17 ist der erste Schwingarm 15 an den Fahrwerksrahmen 8 gekoppelt.
Die zweite Radsatzführungsvorrichtung 14 ist konstruktiv gleich wie die erste Radsatzführungsvorrichtung 13 ausgeführt und umfasst einen zweiten Schwingarm 16 sowie eine zweite Radsatzführungsbuchse 18, über welche der zweite Schwingarm 16 mit dem Fahrwerksrahmen 8 verbunden ist.
Der zweite Radsatz ist nach gleichem Prinzip wie der erste
Radsatz 1 mit dem Fahrwerksrahmen 8 verbunden.
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Mit einer Radsatzwelle 19 des ersten Radsatzes 1 ist ein achsreitendes erstes Getriebe 20 verbunden, wodurch Antriebskräfte und -Drehmomente von einem elektrischen ersten Antriebsmotor 21 über eine erste Kupplung 22, welche dem ersten Antriebsmotor 21 und dem ersten Getriebe 20 zwischengeordnet ist und Relativbewegungen zwischen dem ersten Antriebsmotor 21 und dem ersten Getriebe 20 ausgleicht, und das erste Getriebe 20 auf den ersten Radsatz 1l übertragen werden.
Der erste Antriebsmotor 21 und das erste Getriebe 20 sind als zwei eigene Einheiten mit eigenen Gehäusen ausgebildet, der erste Antriebsmotor 21 weist ein Motorgehäuse, das erste Getriebe 20 ein Getriebegehäuse auf.
Das Getriebegehäuse ist über eine Getriebe-Drehmomentstütze
24 mit dem zweiten Längsträger 10 verbunden.
Der erste Antriebsmotor 21 ist mittels einer Dreipunktlagerung mit Fahrwerkskomponenten verbunden.
Diese Dreipunktlagerung ist nach jenem in Fig. 1 gezeigten Prinzip ausgebildet.
Der erste Antriebsmotor 21 ist ausschließlich auf dem Fahrwerksrahmen 8 und dem ersten Getriebe 20, d.h. einer radsatzgelagerten Komponente, gelagert.
Der erste Antriebsmotor 21 ist über ein elastisches erstes Motorlager 25 mit einer ersten Motorlagerlängsachse 31 und ein elastisches zweites Motorlager 26 mit einer zweiten Motorlagerlängsachse 32 auf einem Querträger 23 des Fahrwerksrahmens 8 sowie über einen ersten Kragträger 27 und ein erstes Elastikelement 29 mit einer in Fig. 2 proJ]izierend erscheinenden ersten Elastikelementlängsachse 33 auf dem
ersten Getriebe 20 gelagert.
Im Unterschied zu Fig. 1 ist zwischen dem Querträger 23 und dem ersten Antriebsmotor 21 ein Befestigungsmodul 37 angeordnet, mittels welchem eine Distanz zwischen dem
Querträger 23 und dem ersten Antriebsmotor 21 überbrückt ist.
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Das Befestigungsmodul 37 ist mit dem Motorgehäuse des ersten Antriebsmotors 21 verschraubt. Das erste Motorlager 25 und das zweite Motorlager 26 sind in Bereichen kreisförmiger Öffnungen des Befestigungsmoduls 37 und des Querträgers 23 angeordnet (eine erste Öffnung 38 in dem Querträger 23 ist beispielhaft in Fig. 6 gezeigt) und mit dem Befestigungsmodul 37 sowie mit dem Querträger 23 verspannt.
Das Befestigungsmodul 37 ist daher mit dem ersten Antriebsmotor 21 und mit dem Fahrwerksrahmen 8 lösbar
verbunden.
Das Fahrwerk weist weiterhin einen zweiten Antriebsmotor, ein zweites Getriebe und eine zweite Kupplung auf, welche in Fig. 2 nicht sichtbar sind und nach selben Prinzipien wie der erste Antriebsmotor 21, das erste Getriebe 20 und die erste Kupplung 22 ausgeführt und miteinander sowie mit dem
Fahrwerksrahmen 8 und dem zweiten Radsatz verbunden sind.
In Fig. 3 ist ein Grundriss einer beispielhaften dritten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Fahrwerks eines Schienenfahrzeugs in schematischer und ausschnittsweiser Darstellung gezeigt.
Das Fahrwerk gemäß Fig. 3, welches einen innengelagerten ersten Radsatz 1 und einen in Fig. 3 nicht sichtbaren innengelagerten zweiten Radsatz aufweist, ähnelt jener zweiten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Fahrwerks, die in Fig. 2 dargestellt ist. Es werden daher
gleiche Bezugszeichen verwendet.
Im Unterschied zu jener in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Fahrwerks weist das in Fig. 3 offenbarte Fahrwerk einen ersten Antriebsmotor 21 auf, welcher auf einem ersten Schwingarm 15 einer ersten Radsatzführungsvorrichtung 13, wobei es sich um eine radsatzgelagerte Fahrwerkskomponente handelt, gelagert ist. Zwischen einem ersten Kragträger 27, welcher mit dem ersten
Antriebsmotor 21 verschraubt, d.h. lösbar mit diesem
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verbunden ist, und einer Oberseite des ersten Schwingarms 15 ist ein erstes Elastikelement 29 mit einer in Fig. 3 projizierend erscheinenden ersten Elastikelementlängsachse 33 vorgesehen, welches als Elastomer-Metallteil ausgebildet ist. Der erste Antriebsmotor 21 ist ausschließlich auf einem Fahrwerksrahmen 8 sowie auf der ersten Radsatzführungsvorrichtung 13 gelagert.
Darüber hinaus ist zur Übertragung von Antriebskräften und Drehmomenten eine Verbindung zwischen dem ersten Antriebsmotor 21 und einem ersten Getriebe 20 über eine erste
Kupplung 22 vorgesehen.
Fig. 4 offenbart einen Grundriss einer beispielhaften vierten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Fahrwerks in schematischer und ausschnittsweiser Darstellung.
Das Fahrwerk gemäß Fig. 4, welches einen innengelagerten ersten Radsatz 1 und einen in Fig. 4 nicht sichtbaren innengelagerten zweiten Radsatz aufweist, ähnelt jenen Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Fahrwerks, die in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt sind. Es werden daher in Fig. 4 teilweise gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 2 und Fig.
3 verwendet.
Im Unterschied zu Jenen in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Fahrwerks weist das in Fig. 4 offenbarte Fahrwerk einen ersten Antriebsmotor 21 auf, welcher lediglich über ein einziges elastisches erstes Motorlager 25, welches eine erste Motorlagerlängsachse 31 aufweist, mit einem Querträger 23 eines Fahrwerksrahmens 8 verbunden ist. Zwischen dem ersten Antriebsmotor 21 und dem Querträger 23 ist weiterhin ein Befestigungsmodul 37 vorgesehen, welches mit einem Motorgehäuse des ersten Antriebsmotors 21 verschraubt ist. In Bereichen von Öffnungen des Querträgers 23 und des Befestigungsmoduls 37 ist das erste Motorlager 25 angeordnet und mit dem Querträger 23 und dem Befestigungsmodul 37 verspannt. Dadurch ist der erste
Antriebsmotor 21 auf dem Fahrwerksrahmen 8 gelagert.
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Weiterhin ist der erste Antriebsmotor 21 elastisch auf zwei radsatzgelagerten Fahrwerkskomponenten, einem über eine Getriebe-Drehmomentstütze 24 mit dem Querträger 23 verbundenen ersten Getriebe 20 sowie einem ersten Radsatzlagergehäuse 6 einer ersten Radsatzlagervorrichtung 2, gelagert.
Der erste Antriebsmotor 21 ist ausschließlich auf dem Fahrwerksrahmen 8 und den beiden radsatzgelagerten
Fahrwerkskomponenten gelagert.
Mit dem Motorgehäuse des ersten Antriebsmotors 21 sind ein erster Kragträger 27 und ein zweiter Kragträger 28 verschraubt, d.h. lösbar verbunden.
Der erste Kragträger 27 ist über ein erstes Elastikelement 29, welches eine in Fig. 4 projizierend erscheinende erste Elastikelementlängsachse 33 aufweist, mit einer ersten Oberseite des ersten Getriebes 20 verbunden.
Der zweite Kragträger 28 ist über ein zweites Elastikelement 30, welches eine in Fig. 4 projizierend erscheinende zweite Elastikelementlängsachse 34 aufweist, mit einer zweiten
Oberseite des ersten Radsatzlagergehäuses 6 gekoppelt.
Die erste Motorlagerlängsachse 31 ist rechtwinklig zu der ersten Elastikelementlängsachse 33 und zu der zweiten Elastikelementlängsachse 34 angeordnet.
Die erste Motorlagerlängsachse 31 ist parallel zu einer Fahrwerkslängsachse 35 ausgerichtet, die erste Elastikelementlängsachse 33 und die zweite Elastikelementlängsachse 34 parallel zu einer in Fig. 4 projizierend erscheinenden Fahrwerkshochachse 36. Die erste Motorlagerlängsachse 31, die erste Elastikelementlängsachse 33 sowie die zweite Elastikelementlängsachse 34 sind somit parallel zu einer von der Fahrwerkslängsachse 35 und der
Fahrwerkshochachse 36 gebildeten Ebene angeordnet.
Das erste Elastikelement 29 und das zweite Elastikelement 30
weisen größere Steifigkeiten auf als das erste Motorlager 25.
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Der zumindest erste Antriebsmotor 21 ist daher auf dem Fahrwerksrahmen 8 mit einer geringeren Steifigkeit als auf den radsatzgelagerten Fahrwerkskomponenten elastisch gelagert.
Der erste Antriebsmotor 21 führt somit Bewegungen des ersten Radsatzes 1 mit aus, weshalb eine Kupplungslänge einer ersten Kupplung 22, welche dem ersten Antriebsmotor 21 und dem ersten Getriebe 20 zwischengeordnet ist, klein ausgeführt ist.
Weiterhin ist dadurch der erste Antriebsmotor 21 relativ zu dem Fahrwerksrahmen 8, insbesondere in Fahrwerksquerrichtung
sowie in Richtung der Fahrwerkslängsachse 35, beweglich.
Fig. 5 offenbart einen Seitenriss jener beispielhaften vierten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Fahrwerks eines Schienenfahrzeugs, die in Fig. 4 als Grundriss dargestellt ist. Es werden daher in Fig. 5 teilweise gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 4 verwendet.
Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht des Fahrwerks.
Ein erster Antriebsmotor 21 ist über ein elastisches erstes Motorlager 25 und ein Befestigungsmodul 37, welche in Fig. 4 sichtbar sind, mit einem Fahrwerksrahmen 8 verbunden. Weiterhin ist der erste Antriebsmotor 21 über einen ersten Kragträger 27 sowie ein erstes Elastikelement 29 auf einer ersten Oberseite eines ersten Getriebes 20 gelagert, über einen zweiten Kragträger 28 sowie ein zweites Elastikelement 30 auf einer zweiten Oberseite eines ersten Radsatzlagergehäuses 6 einer ersten Radsatzlagervorrichtung 2.
Erfindungsgemäß ist es Jedoch auch denkbar, den ersten Antriebsmotor 21 über den ersten Kragträger 27 sowie das erste Elastikelement 29 mit einer ersten Unterseite des ersten Getriebes 20 zu verbinden und über den zweiten Kragträger 28 sowie das zweite Elastikelement 30 mit einer
zweiten Unterseite der ersten Radsatzlagervorrichtung 2.
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Das erste Elastikelement 29 und das zweite Elastikelement 30 sind als Elastomer-Metallteile ausgebildet. Erfindungsgemäß ist es Jedoch auch vorstellbar, das erste Elastikelement 29 und das zweite Elastikelement 30 beispielsweise als Federkissen auszubilden.
Eine erste Elastikelementlängsachse 33 des ersten Elastikelements 29 und eine zweite Elastikelementlängsachse 34 des zweiten Elastikelements 30 sind parallel zu einer
Fahrwerkshochachse 36 ausgerichtet.
Der Fahrwerksrahmen 8 weist einen ersten Längsträger 9, einen in Fig. 4 sichtbaren zweiten Längsträger 10 sowie einen Querträger 23 auf, welche als Doppel-T-Träger bzw. I-Träger
ausgebildet sind und daher offene Profile aufweisen.
In Fig. 6 ist eine Detaildarstellung eines Schnitts durch einen Querträger 23 eines Fahrwerksrahmens 8 eines erfindungsgemäßen Fahrwerks eines Schienenfahrzeugs offenbart, wobei im Bereich einer ersten Öffnung 38 eines Stegs 39 eines offenen Profils des Querträgers 23 ein elastisches erstes Motorlager 25 angeordnet ist.
Ein derartiges erstes Motorlager 25 ist auch für jene Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Fahrwerks vorgesehen, die in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 offenbart sind.
Das erste Motorlager 25 kann über eine Schraube 40 und eine Hülse 41 mit dem Querträger 23 sowie, wie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt, mit einem Motorgehäuse eines ersten Antriebsmotors 21 oder, wie insbesondere in Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 sichtbar, mit einem mit dem ersten Antriebsmotor 21 verbundenen Befestigungsmodul 37 verspannt sein.
Die Schraube 40 und die Hülse 41 sind dabei durch die erste Öffnung 38 hindurchgeführt.
Das erste Motorlager 25 weist insbesondere radial in Bezug auf seine erste Motorlagerlängsachse 31 sowie in Richtung der ersten Motorlagerlängsachse 31 ein elastisches Verhalten auf,
wodurch der erste Antriebsmotor 21 in Fahrwerksquerrichtung
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sowie in Richtung einer z.B. in Fig. 4 sichtbaren
Fahrwerkslängsachse 35 beweglich ist.
Erfindungsgemäß können auch andere erste Motorlager 25 als in Fig. 6 dargestellt in dem erfindungsgemäßen Fahrwerk vorgesehen sein. Beispielsweise kann das erste Motorlager 25
auch als Drehmomentstütze ausgebildet sein.
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Liste der Bezeichnungen
1 Erster Radsatz
2 Erste Radsatzlagervorrichtung 3 Zweite Radsatzlagervorrichtung 4 Erstes Rad
5 Zweites Rad
6 Erstes Radsatzlagergehäuse
7 Zweites Radsatzlagergehäuse
8 Fahrwerksrahmen
9 Erster Längsträger
10 Zweiter Längsträger
11 Erste Primärfeder
12 Zweite Primärfeder
13 Erste Radsatzführungsvorrichtung 14 Zweite Radsatzführungsvorrichtung 15 Erster Schwingarm
16 Zweiter Schwingarm
17 Erste Radsatzführungsbuchse
18 Zweite Radsatzführungsbuchse
19 Radsatzwelle
20 Erstes Getriebe
21 Erster Antriebsmotor
22 Erste Kupplung
23 Querträger
24 Getriebe-Drehmomentstütze
25 Erstes Motorlager
26 Zweites Motorlager
27 Erster Kragträger
28 Zweiter Kragträger
29 Erstes Elastikelement
30 Zweites Elastikelement
31 Erste Motorlagerlängsachse
32 Zweite Motorlagerlängsachse
33 Erste Elastikelementlängsachse 34 Zweite Elastikelementlängsachse
35 Fahrwerkslängsachse
21
36 Fahrwerkshochachse 37 Befestigungsmodul 38 Erste Öffnung
39 Steg 40 Schraube 41 Hülse
22
Claims (14)
1. Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug mit zumindest einem Fahrwerksrahmen, mit zumindest einem ersten Radsatz, welcher mit dem zumindest einen Fahrwerksrahmen gekoppelt ist, mit zumindest einem ersten Antriebsmotor sowie mit zumindest einem ersten Getriebe, wobei der zumindest erste Antriebsmotor mittels einer Dreipunktlagerung mit Fahrwerkskomponenten verbunden ist, wobei der zumindest erste Antriebsmotor und das zumindest erste Getriebe als zwei eigene Einheiten mit eigenen Gehäusen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest erste Antriebsmotor (21) auf dem zumindest einen Fahrwerksrahmen (8) und auf zumindest einer
radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente elastisch gelagert ist.
2. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Antriebsmotor (21) auf dem zumindest ersten
Getriebe (20) gelagert ist.
3. Fahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Antriebsmotor (21) auf einer ersten
Radsatzlagervorrichtung (2) gelagert ist.
4, Fahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Antriebsmotor (21) auf einer ersten
Radsatzführungsvorrichtung (13) gelagert ist.
5. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Lager zwischen dem zumindest ersten Antriebsmotor (21) einerseits sowie dem zumindest einen Fahrwerksrahmen (8) und der zumindest einen radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente andererseits Lagerlängsachsen aufweisen, welche rechtwinklig zueinander sowie parallel zu einer von einer Fahrwerkslängsachse (35) und einer Fahrwerkshochachse
(36) gebildeten Ebene angeordnet sind.
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6. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Antriebsmotor (21) auf einer Oberseite der zumindest einen radsatzgelagerten
Fahrwerkskomponente abgestützt ist.
7. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Antriebsmotor (21) mit einer Unterseite der zumindest einen radsatzgelagerten
Fahrwerkskomponente verbunden ist.
8. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Antriebsmotor (21) mittels zumindest einer Drehmomentstütze auf dem zumindest
einen Fahrwerksrahmen (8) gelagert ist.
9. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zumindest ersten Antriebsmotor (21) und der zumindest einen radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente ein erster Kragträger (27) vorgesehen ist, welcher lösbar mit dem zumindest ersten Antriebsmotor
(21) verbunden ist.
10. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Antriebsmotor (21) auf dem zumindest einen Fahrwerksrahmen (8) mit einer geringeren Steifigkeit als auf der zumindest einen
radsatzgelagerten Fahrwerkskomponente elastisch gelagert ist.
11. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Antriebsmotor (21) über ein Befestigungsmodul (37), welches mit dem zumindest ersten Antriebsmotor (21) und mit dem zumindest einen Fahrwerksrahmen (8) 16sbar verbunden ist, auf dem zumindest
einen Fahrwerksrahmen (8) gelagert ist.
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12. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, dass der zumindest eine Fahrwerksrahmen
zumindest ein offenes Profil umfasst.
(8)
13. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass das zumindest erste Getriebe (20)
achsreitendes Getriebe ausgebildet ist.
als
14. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass der zumindest erste Antriebsmotor auf einem Querträger (23) des zumindest einen
Fahrwerksrahmens (8) elastisch gelagert ist.
25
(21)
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