CH648250A5 - Drehgestell fuer eisenbahnfahrzeug. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehgestell nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Um eine gute Stabilisierung eines Fahrzeuges bei hoher Geschwindigkeit zu schaffen und dabei gleichzeitig eine relativ freie Bewegbarkeit der Drehgestelle in den Kurven des Schienenweges zu gewährleisten, ist bereits ein Eisenbahnfahrzeug bzw. ein Drehgestell hierfür aus der GB-PS Nr. 1179723 bekannt geworden. Bei diesem Fahrzeug sind zwei Radsätze vorgesehen, jeder mit einer Antriebsachse, die in entsprechenden Paaren von Achslagern gelagert sind, wobei wenigstens ein Achslager eines Radsatzes elastisch mit wenigstens einem Achslager des anderen Radsatzes über Stützelemente verbunden ist, das wenigstens zwischen seinen Verbindungen zu den Achslagern keine Vertikallast übertragende Funktion hat; dabei sorgt das Stützelement für eine Versteifung zwischen den Radsätzen, so dass hohe Rückstellkräfte dann auftreten, wenn die Radsätze eine parallele, jedoch nicht ausgerichtete Anordnung zueinander haben, und geringe Rückstellkräfte dann, wenn die Radsätze ausgerichtet, jedoch nicht parallel zueinander sind.

Eine Bauart einer solchen Ausführung, die insbesondere bezüglich der Stabilität weitere Verbesserungen erbringt, ist in der CH-PS Nr. 639906 beschrieben. Das Stützelement umfasst dabei einen Rahmen für jeden Radsatz, der sich quer zum Fahrzeug erstreckt und der steif an die Achsgehäuse angeschlossen ist und die Achslager seines entsprechenden Radsatzes aufnimmt. Dieser Rahmen ist derart gestaltet und angeordnet, dass er auf einem Niveau unterhalb der Achshöhe des Fahrzeuges durch die elastische Verbindung zusammengehalten wird; die elastische Verbindung befindet sich dabei vorzugsweise auf einem derart niedrigen Niveau, dass ein Puffer innerhalb des somit zwischen den Radsätzen geschaffenen Raumes vorgesehen werden kann.

Bei einer solchen Gestaltung und Anordnung ist es im Hinblick auf ein gutes Kurvenfahren wünschenswert, dass die Radlaufflächen eine hohe, wirksame Konizität aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative, vorteilhafte Ausbildung der in GB-PS Nr. 1179723 beschriebenen Bauart zu schaffen, für Drehgestelle jener Bauart, bei welcher jede Antriebsachse von einem Motor angetrieben ist, der in Lagern auf der gennanten Antriebsachse gelagert ist und der diese über ein Getriebe antreibt.

Die erfmdungsgemässe Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

Die Stützelemente umfassen somit eine gelenkige Verbindungseinrichtung, die um wenigstens eine vertikale Achse schwenkbar zwischen die Motorgehäusewände geschaltet und derart angeordnet ist, dass die Motorgehäuse und damit deren zugehörende Radsätze bezüglich relativer Linearverschiebungen begrenzt, jedoch frei sind bezüglich relativer Drehbewegungen.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung in Form von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Drehgestell in Seitenansicht,

Fig. 2 das Drehgestell gemäss Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 einen Teil des Drehgestelles als Teilschnittansicht gemäss der Schnittlinie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Schnittlinie IV-IV von Fig. 1,

und

Fig. 5 und 6 schematische Ansichten zweier abgewandelter Ausführungsformen einer Querversteifung.

Wie man aus den Fig. 1 bis 4 erkennt, umfasst das Drehgestell zwei Radsätze 1, 2, von denen jeder Räder 3 aufweist, welche auf Antriebsachsen montiert sind. Dabei ist jede Achse mit dem zugehörenden Rad 3 fest verbunden. Die in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Räder haben eine hohe wirksame Konizität, die im Bereich von 0,05 bis 0,5, vorzugsweise 0,2 bis 0,3, liegt. Dem Radsatz 1 sind die Achslager 5 zugeordnet, dem Radsatz 2 die Achslager 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Achslager an zwei Enden der Achsen ihrer zugehörenden Radsätze angeordnet, was jedoch nicht notwendigerweise der Fall ist. Jedes Lager umfasst einen Achskasten 7, so wie im schweizerischen Patent Nr. 639906 beschrieben ist. Demgemäss können die Lagertragflächen einen Winkel von nicht grösser als 180° einschliessen, so dass ein Buxenlager (hier nicht dargestellt) leicht auf die gennante Stelle plaziert und durch ein geeignetes, teilweise kreisförmiges Band befestigt werden kann.

Die Achsgehäuse 7 erstrecken sich von den entsprechenden seitlichen Trägern 8 und 9 nach unten. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Schweisskonstruktion ähnlich der Konstruktion der Seitenträger gemäss dem schweizerischen Patent Nr. 639906. Demgemäss hat jeder Seitenträger ein Doppel-T-Profil; die Abmessungen des Trägers entsprechen der Verteilung der Belastung, welcher er während des Betriebes ausgesetzt ist. Bei der vorliegenden Konstruktion ist jedoch kein weiterer Rahmen (Subrah-men) vorgesehen; jeder Seitenträger umfasst lediglich ein Brücken5

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element, dessen zentraler Bereich, so wie dies insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, trogförmig ausgebildet ist, um somit eine horizontale Auflagefläche 10 zu bilden.

Ein Unterlageelement 11 ist als Querbalken vorgesehen, der ebenfalls geschweisst ist und einen über seine Länge unterschiedlichen Querschnitt aufweist. Der Querbalken 11 hat ebenfalls einen zentralen Bereich von flacher, trogförmiger Gestalt (s. insbesondere Fig. 4). Jedes Ende des Querbalkens ist an den zugehörenden Seitenbalken 8 bzw. 9 (s. Fig. 4) mittels einer Sekundärfedereinrichtung angeschlossen. Diese umfasst eine Gummifeder 12, die zwischen der Auflagefläche 10 des Seitenbalkens und einer mit einer Ausnehmung versehenen, unteren Endplatte 13 einer Luftfeder 14 montiert ist. Das obere Ende dieser Einrichtung ist mittels eines Ringes 15 an die Unterseite des Querbalkenendes angeschlossen. Jedes Querbalkenende hat einen hier nicht dargestellten Zapfen, der durch eine Öffnung der Oberplatte seines zugehörenden Seitenbalkens hindurchgeführt ist, um mit einem ringförmigen Teil 16 zusammenzuarbeiten, der seinerseits einen vertikalen Abschlag bildet. Um die seitliche Bewegung des Querbalkens in bezug auf die Seitenbalken zu begrenzen, ist zwischen jedem Seitenbalken und dem Querbalken ein teleskopartiges Dämpfungsglied 17 vorgesehen. Jeder Seitenbalken hat einen Anschlag 18, der mit einem Stopper 19 zusammenarbeitet. Zur Vervollständigung der Verbindung zwischen Querbalken 11 und Seitenbalken 8 und 9 sind zwischen den betreffenden Teilen seitliche Zugglieder 20 und 21 gelenkig befestigt.

Man kann den Querbalken auch weglassen. Dabei kann der Fahrzeugkörper unmittelbar auf den Seitenbalken 8 und 9 unter Zwischenschaltung von Luftfedern 14 gelagert werden. In diesem Falle sind der Stopper 16 und der Vorsprung 18 derart anzuordnen, dass sie mit entsprechenden, am Fahrzeugkörper befestigten Teilen zusammenarbeiten.

Ähnlich wie im schweizerischen Patent Nr. 639906 beschrieben, ist jeder Achskasten 7 flexibel an das entsprechende Ende des zugehörigen Seitenbalkens 8 bzw. 9 über eine Primärfeder mit Gummipuffern 22 angeschlossen. Diese Gummipuffer begrenzen die Neigung der Achskasten, haben jedoch gleichzeitig eine relativ geringe seitliche Steifigkeit. Sie erlauben somit die freie Bewegung der Achskasten in einer horizontalen Ebene. Wie ferner in der genannten Patentschrift ausgeführt ist, lassen sich die Gummipuffer 22 als laminierte Einheiten ausführen, bei denen die einzelnen Schichten in einer Horizontalebene liegen; sie können aber auch geneigt sein, um ein gewünschtes Längsquersteifigkeitsverhältnis herbeizuführen. Die Gummipuffer 22 sind im Falle des gewählten Ausführungsbeispieles in verhältnismässig geringem Abstand oberhalb der Achsen der Radsätze 1 und 2 angeordnet. Demgemäss haben sie den Vorteil einer relativ niedrigen Wirkungslinie auf dem Drehgestell im Hinblick auf seitliche und Längsbewegungen — s. wiederum die genannte Patentschrift.

Wie an sich bekannt, sind die hier nicht dargestellten Drehgestellbremsen auf einem Bremsbalken 23 für Radsatz 1 und einem Bremsbalken 24 für Radsatz 2 montiert. Diese Balken erstrecken sich in Querrichtung zwischen den Seitenbalken 8 und 9 parallel zu und in entsprechendem Abstand von den Antriebsachsen der zugehörenden Radsätze. Das Ende jedes Balkens 23,24 ist mittels einer Konsole 25 drehfest am zugehörenden Seitenbalken gelagert. Die Konsole trägt ein Paar in gegenseitigem Abstand angeordneter Zapfen 26 und 27, die in entsprechende Bohrungen 28 und 29 des seitlichen Balkens eingeführt sind. Ferner sitzen die Antriebsmotoren 30 und 31 für die Radsätze 1 und 2, wie an sich bekannt, direkt auf den entsprechenden Antriebsachsen"4, und zwar jeweils unter Zwischenschaltung eines Paares von Achslagern 32 und 33. Diese Lager sind an jedem Ende einer Traghülse 34 bzw. 35 angeordnet, an welchen die Gehäuse 36 und 37 des betreffenden Motors 30 und 31 befestigt sind. Um sicherzustellen, dass die Motoren nicht um ihre zugehörenden Antriebsachsen 4 umlaufen können, hat jedes Motorgehäuse einen Flansch 38, der am zugehörenden Bremsbalken

23 bzw. 24 festgehalten ist. Dies kann beispielsweise durch Einfügen zwischen einem Paar von Gummipuffern (hier nicht dargestellt) verwirklicht sein. Die Gummipuffer können dann ihrerseits an der Unterseite des Bremsbalkens mittels einer hier ebenfalls nicht gezeigten Konsole gehalten sein.

Die Motorgehäuse 36 und 37 bilden Teile von Stützelementen, die ferner ein Gelenkglied 39 umfassen, das sich zwischen den Motorgehäusen 36 und 37 erstreckt. Aus den Fig. 1 und 2 erkennt man eine Ausführungsform einer solchen Verbindungseinrichtung. Diese umfasst eine steife Stange 40, die sich diagonal zwischen zwei Endfit-tings 41 erstreckt, deren jedes um eine zur jeweiligen benachbarten Fläche 42 bzw. 43 des Motorgehäuses senkrechte Achse schwenkbar ist (s. Fig. 1). Die Stange 40 verläuft zwischen einem Paar von im Abstand angeordneten weitern Stangen 44, die sich diagonal erstrek-ken und um eine zu den Flächen 42 und 43 vertikale Achse über Endfittings 45 schwenkbar angeschlossen sind. In unbelastetem Aus-serbetriebszustand des Drehgestelles fallt der Kreuzungspunkt der Stangen 40 und 44 mit der zentralen Vertikalachse zwischen den Radsätzen des Drehgestelles zusammen.

Bei einer alternativen Ausführungsform gemäss Fig. 5 ist die Verbindungseinrichtung des Versteifungselementes als doppelte, flache V-Konstruktion ausgebildet. Die beiden V-Rahmen 46 sind flexibel an ihren Scheiteln durch eine geeignete flexible Gelenkverbindung 47 angeschlossen, die eine relative lineare Verschiebebewegung der Radsätze 1 und 2 unterbindet, jedoch eine relative Drehbewegung der Radsätze zulässt. Die V-Rahmen der Verbindungseinrichtung sind zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen 42 und 43 des Motorgehäuses starr befestigt.

Bei der in Fig. 6 dargestellten, weiteren Alternativlösung umfasst die Verbindungseinrichtung Konsolen 48, 49, die jeweils an den einander gegenüberliegenden Flächen 42, 43 des Motorgehäuses angesetzt sind, und zwar derart, dass sie einen seitlichen Abstand voneinander aufweisen. Ferner umfasst die Einrichtung eine sich in Seitenrichtung erstreckende Stange 50, die an jedem Ende um eine vertikale Achse schwenkbar an der betreffenden Konsole angreift, und zwar über Gummibuchsen oder dergleichen, um eine elastische Begrenzung der Schwenkbewegung sicherzustellen. Diese Konstruktion ist jedoch nur dort brauchbar, wo dies das Bremssystem erlaubt. Sie wäre demgemäss nicht geeignet bei einem sogennanten Pusher-bremssystem, wo die Bremsunterlagen in Eingriff mit den zugehörenden Rädern gebracht werden. Dies ist deshalb der Fall, weil dann die Verbindungseinrichtung relative Längsbewegung zwischen den Motorgehäusen zulässt und weil demgemäss die Gehäuse keine Reaktionskräfte aufnehmen können.

Die Anordnung mit den einander gegenüberliegenden Wandflächen 42 und 43 und der Schwenkverbindungen 39 ist derart getroffen, dass die letztgenannte in jeder beliebigen Höhe angeordnet werden kann. Um jedoch wenigstens den Vorteil zu gewinnen, dass die Primärfederung (d. h. die Gummipuffer 22) in relativ geringer Höhe oberhalb der Antriebsachsen 4 der Radsätze 1 und 2 gemäss dem erwähnten schweizerischen Patent angeordnet werden können, wird die gelenkige Verbindungseinrichtung wesentlich unterhalb des Niveaus der genannten Antriebsachsen angeordnet — s. Fig. 1.

Aus dem Vorausgehenden erkennt man folgendes: Durch An-schliessen der gelenkigen Verbindungseinrichtung 39 unmittelbar an die Motorgehäuse verbinden die Stützelemente wirkungsvoll und auf flexible Weise die Achslager 32, 33 der Motorgehäuse und damit die Achslager 5, 6 der Radsätze 1 und 2.

Das beschriebene, erfindungsgemässe Drehgestell ist insbesondere für Schnellbahnen anwendbar, bei welchen entweder alle oder die Mehrzahl der Antriebsachsen 4 von Motoren angetrieben sind, die klein sind und auf den Achsen sitzen.

Die Erfindung ist ferner auf solche Drehgestelle anwendbar, bei denen Eisenbahnwagen gelenkig aneinander befestigt sind und bei welchen einander benachbarte Enden zweier Fahrzeuge von einem einzigen, gemeinsamen Drehgestell getragen werden.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Drehgestell für ein Eisenbahnfahrzeug, mit zwei seitlichen Rahmen (8, 9), mit wenigstens zwei Radsätzen (1,2), von denen jeder eine Antriebsachse (4) aufweist, die je in einem Paar zugehörender Achsenlager (5, 6) gelagert ist, mit einem Antriebsmotor (30, 31) für jeden Radsatz, mit einem Motorgehäuse (36, 37), das mittels Befestigungsmitteln (32-35) schwenkbar auf die entsprechende Antriebsachse aufgesetzt ist und diese Befestigungsmittel das Motorgehäuse lagefest und mindestens angenähert parallel zu dieser Antriebsachse halten, Sicherungsmittel (38), um eine Verdrehung dieser Motorgehäuse um die zugehörigen Antriebsachsen zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass Stützelemente vorhanden sind, die eine gelenkige Verbindungseinrichtung (39) umfassen mit mindestens einem Verbindungselement (40, 44 in Fig. 1 ; 46 in Fig. 5; 50 in Fig. 6), das zwischen die Motorgehäuse (36, 37) der entsprechenden Radsätze (1,2) gekoppelt ist und gelenkig und elastisch angeordnet ist und eine Drehbewegung um mindestens eine Vertikalachse ermöglicht, die sich direkt zwischen den Motorgehäusen befindet, und dass die Stützelemente über die Motorgehäuse (36, 37) der Versteifung dienen, um eine Linearverschiebung eines Radsatzes (1, 2) gegenüber dem anderen bezüglich einer mindestens angenähert horizontalen Ebene zu verhindern oder zu begrenzen.

2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gelenkige Verbindungseinrichtung (39) ein längliches erstes Verbindungselement (40) enthält, das diagonal zwischen den entsprechenden Wandflächen (42,43) der beiden Motorgehäuse (36, 37) liegt und mit diesen gelenkig verbunden ist und das sich zwischen einem Paar länglicher zweiter Verbindungselemente (44) befindet, die im Abstand voneinander sich diagonal zwischen den entsprechenden Wandflächen erstrecken und mit diesen gelenkig verbunden sind, und dass der Kreuzungspunkt dieser ersten und zweiten Verbindungselemente auf der besagten Vertikalachse zwischen den Radsätzen (1,2) liegt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gelenkige Verbindungseinrichtung (39) zwei längliche V-förmige Verbindungselemente (46) enthält, die direkt mit den entsprechenden Wandflächen (42, 43) der Motorgehäuse (36, 37) und an ihren Scheiteln mittels eines flexiblen Schwenkelementes (47) verbunden sind, wobei die Scheitel auf der besagten Vertikalachse zwischen den Radsätzen (1, 2) liegen (Fig. 5).

4. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbare Verbindungseinrichtung (39) ein Paar Konsolen (48, 49) umfasst, die von den Wandflächen (42, 43) der Motorgehäuse (36, 37) abragen, wobei diese beiden Konsolen (48, 49) einen gegenseitigen seitlichen Abstand aufweisen und sich jeweils eine derselben auf jeder Seite der besagten Vertikalachse zwischen den Radsätzen (1, 2) befindet und ein längliches Element (50) an seinen beiden Enden über je ein flexibles Gelenkelement mit den Konsolen (48, 49) verbunden ist (Fig. 6).