CH644805A5 - Wiegebalkenloses drehgestell mit luftfederung fuer schienenfahrzeuge. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein wiegebalkenloses Drehgestell mit Luftfederung für Schienenfahrzeuge, bei dem ein Untergestell direkt über einen Drehzapfen und einen verschleissfreien Lenker ohne Zwischenschaltung eines Querhauptes mit einem Drehgestellrahmen verbunden ist.

Es ist ein Drehgestell bekannt, bei dem das Untergestell direkt über den Drehzapfen unter Zwischenschaltung von jeweils zwei Lenkern an das Drehgestell angelenkt ist. Beide Lenker weisen verschleissfreie Gelenke auf, wobei der eine Lenker horizontal liegend in Fahrtrichtung angeordnet ist, während der andere Lenker ebenfalls horizontal liegend, aber quer zur Fahrtrichtung weisend, ausgebildet ist. Der erstere Lenker übernimmt die Übertragung der Zug-und Stosskräfte, während der letztgenannte Lenker die Querkräfte zu übertragen hat. Der Bereich der Ebene, in der die Lenker am Drehzapfen angreifen, liegt unmittelbar unter dem Untergestell und erheblich über der Höhe der Radachsen. Die Abfederung wird durch Blattfedern besorgt, welche den Wiegebalken gegen den Drehgestellrahmen abfedern.

Eine solche Drehgestellanordnung ist nicht nur wegen der Art der Sekundärfederung veraltet und für schnellauffähige Schienenfahrzeuge unbrauchbar, sondern ist auch nachteilig in der Art und

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Weise der Anlenkung des Drehgestelles an das Untergestell. Dieser Nachteil ist darin zu sehen, dass die Lenker weit oberhalb der Ebene der Radachsen angeordnet sind. Dies führt insbesondere bei Triebdrehgestellen zu einer sehr unerwünschten Verlagerung der Radla-5 sten bei Beschleunigung und Verzögerung, so dass es zum Schleudern oder Blockieren einzelner Radsätze kommt. Zum anderen führen Nickbewegungen des Drehgestelles zwangsläufig zur Übertragung über den Drehzapfen auf den Wagenkasten und machen sich in Form von Biegeschwingungen des Wagenkastens und Zuck-io Schwingungen nachteilig bemerkbar. Ein weiterer Nachteil dieser Anlenkung ist in der ungünstigen Beanspruchung unter extremen Betriebsbedingungen zu sehen, wie sie vorkommen, wenn Wagen beim Ablaufenlassen stärker aufeinanderprallen. Dann werden hohe Massenkräfte allein über die Lenker übertragen und diese weit über is normale Betriebsverhältnisse hinaus kurzfristig beansprucht. Entsprechend müssen die Lenker überdimensioniert werden und verteuern sich dadurch (DE-PS Nr. 862617).

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drehgestellanordnung zu schaffen, die insbesondere in ihrer Anlen-20 kung an das Untergestell und hinsichtlich einer mit dieser zusammenwirkenden Sekundärfederung die genannten Nachteile vermeidet und den Anforderungen an Schnellauffähigkeit gerecht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Anlenkung durch mindestens einen Lenker erfolgt, welcher waage-25 recht liegend und in Fahrtrichtung weisend im Bereich des ideellen Nickpunktes des Drehgestells an Drehzapfen und Drehgestellrahmen angelenkt ist, dass zur Begrenzung der Querbewegungen zwischen Drehzapfen und dem umgebenden Drehgestellrahmen Gummipuffer vorgesehen sind sowie die Vertikalkräfte mittels Luftfeder-30 bälgen übertragen werden, welche in Quermittelebene zwischen Untergestell und Drehgestellangträger angeordnet sind, und dass zwischen Drehzapfen und Drehgestellrahmen in Fahrtrichtung wirksame Anschläge angebracht sind.

Eine Anordnung dieser Art hat den Vorteil, dass infolge der 35 tiefen Anlenkung im Bereich des ideellen Nickpunktes, etwa in Höhe der Radachsen, bei Nickbewegungen des Drehgestellrahmens diese nicht infolge von langen Hebelarmen bei Anlenkungen weit ausserhalb der Radachsenebene auf den Wagenkasten als Biegeschwingungen und als Zuckschwingungen übertragen werden. Ein weiterer Vorteil der tiefen Anlenkung zeichnet sich insbesondere bei Triebdrehgestellen dadurch aus, dass es beim Beschleunigen und Abbremsen nicht zu einer unerwünschten überhöhten Entlastung von Radsätzen mit dem Erscheinungsbild des Schleuderns oder Blockierens kommt. Die tiefe Anlenkung ist nur durch den Fortfall des überflüssig gewordenen Querhauptes möglich. Um die Lenker durch kleinst-mögliche Dimensionierung räum- und kostensparend bauen zu können, sind zwischen Drehzapfen und Drehgestellrahmen Anschläge vorgesehen, die bewirken, dass der Lenker nur für die im Regelbetrieb zu übertragenden Kräfte ausgelegt zu werden braucht. Diese bestehen aus den üblichen Zug- und Bremskräften. Wird diese Kraft durch heftiges Auffahren des Wagens im Rangierbetrieb kurzfristig überschritten, dann treten genannte Anschläge in Kraft, d.h. Kräfte, die über das normale Mass hinausgehen, werden nicht durch den Lenker geleitet, sondern werden von den Anschlägen aufgenommen. Im Zusammenwirken mit dem Längslenker ist eine Luftfeder als Sekundärfederung vorgesehen, welche die Rückstellkräfte in Querrichtung mitübernimmt und somit eigene Querlenker erübrigt. Die Luftfeder vermag überdies die Regelung des Wagenkastenniveaus zu übernehmen. Wird das zulässige Querspiel überschritten, so schlägt der Drehzapfen gegen Gummipuffer, welche seitlich am umgebenden Drehgestellrahmen befestigt sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Ansprüchen 2 bis 5 entnommen werden.

65 Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. 1 Draufsicht auf die Drehzapfenanlenkung mit zwei Lenkern;

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Fig. 2 Schnitt II-II durch die Längsmittelebene des Drehgestelles mit Lagerung der Lenker im Drehzapfen;

Fig. 3 Draufsicht auf die Drehzapfenanlenkung mit zwei Lenkern sowie mit halbkugelförmigen Gelenken;

Fig. 4 Schnitt IV-IV durch die Längsmittelebene des Drehgestel- 5 les mit Lagerung der Lenker in halbkugelförmigen Elementen;

Fig. 5 Draufsicht auf die Drehzapfenanlenkung mit nur einem Lenker;

Fig. 6 Schnitt VI-VI durch die Längsmittelebene des Drehgestelles, und 10

Fig. 7 Querschnitt durch die Mittelquerebene des Drehgestellrahmens mit Drehzapfenanlenkung und Luftfederung.

Fig. 1 stellt eine Ausführungsform der Drehgestellanlenkung mit zwei Lenkern 1 dar. Im Bereich der Höhe der Achslager 2, deren Niveau durch die strichpunktierte Linie x-x in Fig. 2 gekennzeichnet 15 ist, werden die Lenker 1 mittels verschleissfreier Gummigelenke 3 waagerecht in der Längsmittelebene liegend an einer Seite mittels Bolzen 4 an den mit dem Untergestell 5 verbundenen Drehzapfen 6 und am anderen Ende über Konsole 7 an die als Hohlkastenprofil ausgebildeten Querträger 8 des Drehgestellrahmens angelenkt. Zur 20 Begrenzung der zulässigen Querbewegung sind Anschläge 9 vorgesehen, welche aus Gummipuffern bestehen und mit dem Drehgestellrahmen fest verbunden sind. Vor Überschreitung einer zulässigen Querbewegung w stossen die plan ausgeführten Gegenflächen 10 des Drehzapfens 6 gegen diese Puffer, und die Querbewegung w wird 25 elastisch begrenzt. Bei Kurvenfahrt dreht das Drehgestell unter Schrägstellung der Lenker 1 und leichter Verformung der Gummigelenke 3 aus. Die Stellung des rechten Lenkers bei Kurvenfahrt ist in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie y-y dargestellt, während die gestrichelte Linie z-z des gegenüberliegenden Lenkers dessen Stellung bei 30 Seitenstoss zeigt.

Für den Fall, dass z.B. bei einem Aufprall die von den Lenkern 1 auf den Drehzapfen 6 zu übertragenden Kräfte ein zulässiges Mass übersteigen, werden Anschläge 11 wirksam, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Kraftübertragung erfolgt direkt vom Querträger 8 35 des Drehgestellrahmens über die Anschläge 11 auf den Drehzapfen 6, welcher die Kraft auf das Untergestell 5 weiterleitet. Die Lenker nehmen nur noch die Kraft auf, welche aus der Federsteifigkeit der Gummigelenke 3 bei voller Ausschöpfung des Längsspieles x zwischen Anschlag 11 und Drehzapfen 6 resultiert. Diese Tatsache er- 40 möglicht eine Verkleinerung der Lenkerdimensionen gegenüber konventionellen Konstruktionen, da sich das Höchstmass der zu übertragenden Kräfte auf genau definierbare konstruktive Massnahmen reduzieren lässt. Um die Stösse des Drehzapfens 6 gegen die Anschläge 11 etwas zu dämpfen, ist noch eine Schicht 12 hoher Steifigkeit vorgesehen.

Eine andere Ausführung der Lenker 1 zeigen die Fig. 3, 4. Fig. 3 zeigt die Anlenkung in der Draufsicht. Man erkennt die einander entgegengerichteten Lenker 1 und den Drehzapfen 6, welcher Anschläge 13 aufweist, die gegen Anschläge 9 arbeiten, die wiederum aus Gummipuffern bestehen, welche mit dem Drehgestellrahmen fest verbunden sind.

Die besondere Ausbildung der verschleissfreien Gelenke 3 ist in Schnitt IV-IV Fig. 4 dargestellt. Die Gelenke bestehen aus halbkugelförmigen Gummielementen, welche auf ebenso geformte halbkugelförmige Schalen 14 aufvulkanisiert sind. Um die Lenkerkräfte zu begrenzen, sind wiederum in Fahrtrichtung wirksame Anschläge 11 vorgesehen, gegen die der Drehzapfen 6 nach Überschreiten des Längsspieles x anschlägt. Zur Dämpfung des Anschlages ist ebenfalls eine Schicht 12 hoher Steifigkeit vorgesehen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anlenkung geht aus den Fig. 5, 6 hervor. Diese Form der Drehgestellanlenkung bedient sich nur eines Lenkers 1. Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Anlenkung mit nur einem Lenker 1 in Längsmittelebene mit seitlichen Anschlägen 9, welche aus Gummipuffern gebildet werden.

Fig. 6 stellt einen Längsschnitt VI-VI dar, in dem der in verschleissfreien, zylindrischen Gummigelenken 3 gelagerte Lenker 1 sowie die das Längsspiel x begrenzenden Anschläge 11 mit Schicht 12 zur Dämpfung des Anschlages zu sehen sind.

Fig. 7 gibt einen Schnitt durch das Drehgestell in der Quermittelebene wieder, in der die mit der Drehgestellanlenkung kombinierte seitliche Abfederung mittels Luftfederung 15 dargestellt ist. Die Drehzapfenanlenkung kann nach einer der Ausführungsformen gemäss Fig. 1 bis 6 erfolgen. Man erkennt, dass das Niveau der Anlenkung in der Umgebung der Achshöhe ist, was dazu führt, dass Nickbewegungen des Drehgestelles nicht als Biege- oder Zuckschwingungen an den Wagenkasten 16 weitergeleitet werden, da die Anlenkung mit der gedachten Achse der Nickbewegung zusammenfällt. Die Luftfederung hat den Vorzug, dass sie eine Niveauregelung des Wagenkastens zulässt und zugleich zur seitlichen Führung beiträgt. Um eine unzulässige Querauslenkung zu vermeiden, sind Anschläge 9 angebracht.

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2 Blätter Zeichnungen

Claims (5)

644 805 PATENTANSPRÜCHE

1. Wiegebalkenloses Drehgestell mit Luftfederung für Schienenfahrzeuge, bei dem ein Untergestell direkt über einen Drehzapfen und einen verschleissfreien Lenker ohne Zwischenschaltung eines Querhauptes mit einem Drehgestellrahmen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkung durch mindestens einen Lenker

(I) erfolgt, welcher waagerecht liegend und in Fahrtrichtung weisend im Bereich des ideellen Nickpunktes des Drehgestells an Drehzapfen (6) und Drehgestellrahmen angelenkt ist, dass zur Begrenzung der Querbewegungen (w) zwischen Drehzapfen (6) und dem umgebenden Drehgestellrahmen Gummipuffer vorgesehen sind sowie die Vertikalkräfte mittels Luftfederbälgen (15) übertragen werden, welche in Quermittelebene zwischen Untergestell (5) und Drehgestellangträger (18) angeordnet sind, und dass zwischen Drehzapfen (6) und Drehgestellrahmen in Fahrtrichtung wirksame Anschläge

(II) angebracht sind.

2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in verschleissfrei ausgebildeten Gummigelenken (3) gelagerte Bolzen (4) der Anlenkung horizontal und quer zur Fahrtrichtung angeordnet sind.

3. Drehgestell nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkung des Drehzapfens (6) an den Drehgestellrahmen durch zwei Lenker (1) erfolgt, welche in Längsmittelebene entgegengerichtet in Fahrtrichtung weisend angeordnet sind, und dass die Lenker (1) an beiden Enden über verschleissfrei ausgebildete Gelenke (3) an den Drehzapfen (6) und über Konsole (7) an den Drehgestellrahmen angelenkt sind.

4. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkung des Drehzapfens (6) an den Drehgestellrahmen durch zwei Lenker (1) erfolgt, welche in Längsmittelebene entgegengerichtet in Fahrtrichtung angeordnet sind, und dass die Lenker (1) über hohlkugelförmig gestaltete und verschleissfreie Gelenke (3) an den Drehzapfen (6) bzw. den Drehgestellrahmen angelenkt sind, und dass diese Gelenke (3) so beschaffen sind, dass sowohl die beiden Enden jedes Lenkers wie ihre Gegenstücke am Drehzapfen und Drehgestellrahmen als kugel- bzw. hohlkugelförmige Schalen (14) ausgebildet sind, zwischen denen sich Gummielemente befinden.

5. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anlenkung des Drehzapfens (6) an den Drehgestellrahmen nur ein Lenker (1) vorgesehen ist, und dass dessen Gelenke (3) als verschleissfreie zylindrische Gummibüchsen ausgebildet sind.