BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrwerk für spurgebundene Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, bei denen sich der Fahrzeugaufbau auf Fahrwerksanordnun- gen abstützt, oder an diesen aufgehängt ist.
Die Erfindung betrifft sowohl Fahrzeuge, deren Aufbau sich auf einem oder mehreren Fahrwerken abstützt, als auch Fahrzeuge, bei denen sich die einander benachbarten Auf bauten auf einem einzigen, gemeinsamen Fahrwerk abstüt zen, insbesondere dann, wenn die einzelnen Fahrzeugteile gelenkig miteinander verbunden sind.
In allen genannten Fällen geht die vorliegende Erfindung von motorisierten Fahrwerken aus, welche bei Fortlassen des Antriebs wahlweise auch als im übrigen identisch ausge führte Laufwerke Verwendung finden können.
Kennzeichnend für die vorliegende Erfindung sind im Wesentlichen: - die gute Kurvengängigkeit der Fahrzeuge besonders beim Befahren enger Gleisbögen - die günstigen Ein- und Ausstiegsverhältnisse, sowie der durchgehend niedrige Fahrzeugboden der Fahrzeuge - die vielseitige Anwendbarkeit bei den unterschied lichsten Fahrwerksanordnungen - die weitgehendst identische Bauart von motorisierten Fahrwerken und nichtmotorisierten Laufwerken Aus dem Stand der Technik her sind bekannt:
- Schienenfahrzeuge, deren Fahrwerke eine elastische Radialeinstellbarkeit ihrer Radsätze bei Kurvenfahrt ermög lichen DEOS 3 230 419 - Schienenfahrzeuge, deren Fahrwerke eine gegenseitig gesteuerte Radialeinstellbarkeit ihrer Radsätze bei Kurven fahrt ermöglichen DEOS 3 030 084 - Schienenfahrzeuge, deren Fahrwerke eine vom Fahr zeugaufbau gesteuerte, zwangsweise Radialeinstellbarkeit ih rer Radsätze bei Kurvenfahrt ermöglichen EP 0 072 328 - Schienenfahrzeuge, deren Fahrwerke einen, aus min destens zwei gelenkig miteinander verbundenen Teilen beste henden Fahrwerksrahmen besitzen,
welcher die Radialein- stellbarkeit der Radsätze bei Kurvenfahrt ermöglicht DEOS 3 235 692 und DEOS 3 221<B>755</B> - Schienenfahrzeuge, deren Fahrwerke einen, zumindest teilweise abgesenkten Fahrzeugboden ermöglichen EP 0 058 914, EP 0<B>071575</B> und DEOS 3 326 540 Es sind Fahrwerke oder Drehgestelle von Schienenfahr zeugen bekannt, deren Radsätze mit ebenfalls bekannten Mitteln parallelgeführt sind, um durch eine in Fahrzeug längsrichtung steife bis starre Radsatzführung, insbesondere bei schnellfahrenden Fahrzeugen, einen stabilen Geradeaus lauf sicherzustellen.
Beim Befahren von Gleisbögen hingegen kommt es bei den so geführten Radsätzen zu dem bekannten Effekt des Längs- und Quergleitens der Räder auf den Schienen, was sich insbesondere bei engen Kurven, z. B. im Stadtbahnbe- trieb, als lästig empfundenes und mit erhöhtem Verschleiss behaftetes Kurvenquietschen bemerkbar macht.
Um diesem Umstand zu begegnen, geht man beispiels weise mit den in der DEOS 3 240 419 gezeigten Mitteln dazu über, die Steifigkeit der Radsatzführung in Fahrzeug längsrichtung herabzusetzen. Bei der, durch diese Massnah- me erzielten Radialeinstellbarkeit der Radsätze, die sich nur innerhalb des längselastischen Bereiches der Radsatzführung bewegt, kommt es jedoch zu unkontrollierten Radsatzstel- lungen, die, wie die Praxis gezeigt hat, keine exakte Einstel lung der Radsätze auf den Kurvenmittelpunkt zur Folge ha ben muss,
sondern unter ungünstigen Verhältnissen sogar zu einer antiradialen Einstellung des führenden Radsatzes im Gleisbogen führen kann.
Hier Abhilfe zu schaffen ist Gegenstand der DEOS 3 030 084, welche eine gegenseitig gesteuerte Radialeinstell- barkeit der Radsätze, insbesondere für Fahrwerke oder Drehgestelle zeigt, bei welchen jeder Radsatz von einem zu geordneten Motor angetrieben ist.
Die hierbei auftretende Problematik, welche radial einstellbare Radsätze in Bezug auf Antrieb und Bremsen mit sich bringen, wird im vorlie genden Fall dadurch gelöst, dass man zwischen Motor und Radsatz, sowie zwischen Bremse und Radsatz keine, aus der Radialeinstellbarkeit der Radsätze herrührenden Relativbe wegungen aufkommen lässt, indem die einerseits auf den Radachsen abgestützten Motoren andererseits, um eine Ver tikalachse schwenkbar miteinander verbunden sind und die Bremsen an einem, mit dem jeweiligen Motor verbundenen Bremsbalken aufgehängt sind.
Als nachteilig bei diesem Konzept erscheint die Tatsache, dass die gegenseitig gesteuerte Radialeinstellbarkeit der Rad sätze über die Motorgehäuse herbeigeführt werden muss und die Motoren hierzu immer auf den Radachsen abgestützt sein müssen.
Eine weitere Ausführungsform, die Radsätze eines moto risierten Fahrwerks oder Drehgestells radial einstellbar zu gestalten, wird in der EP 0 072 328 gezeigt, wobei es sich hier zwar um eine, vom Fahrzeugaufbau her gesteuerte, zwangs weise Radialeinstellbarkeit der Radsätze handelt, ansonsten aber betreffend Installation des Antriebs auf die zuvor ge machten Ausführungen verwiesen werden kann.
Eine Weiterentwicklung, Radsätze nach einer der vorge nannten Möglichkeiten radial einstellbar zu gestalten, ohne jedoch den zugehörigen Antriebsmotor direkt auf der Rad achse abstützen zu müssen, bilden die aus mindestens zwei gelenkig miteinander verbundenen Teilen bestehenden Fahr werksrahmen, wie dies beispielsweise in DEOS 3 235 692 anhand eines sehr aufwendigen Beispiels gezeigt wird. Im merhin offeriert diese Lösung die Möglichkeit, unter Be rücksichtigung von nicht auf den Radsätzen abgestützten Motoren die zweierlei zuvor genannten Betriebsweisen von radial einstellbaren Radsätzen zu verwirklichen, nämlich in form von gegenseitig gesteuerten oder vom Fahrzeugaufbau her gesteuerten Radsätzen.
Die hier beschriebene Lehre lehnt sich ansonsten jedoch noch stark an den ursprüngli chen Aufbau eines klassischen Drehgestells an und benötigt ausser den eigentlichen, gelenkig miteinander verbundenen, den Steuerungsvorgang vollziehenden C-förmigen Unterrah men ein Paar von Seitenrahmen, sowie einen Wiegenträger zur Abstützung des Fahrzeugaufbaus.
Eine weitere Möglichkeit, die Radialeinstellbarkeit der Radsätze durch einen, aus mindestens zwei gelenkig mitein- ander verbundenen Teilen bestehenden Fahrwerksrahmen zu erreichen, wird in der DEOS 3 212 755 offenbart. Bei dieser Bauart wird auf den Drehgestellrahmen im üblichen Sinne verzichtet und es werden die diagonal gegenüberlie genden Räder eines Fahrwerks mittels Z-förmigen Diago- nalträgern verbunden, auf denen sich der Fahrzeugaufbau federnd abstützt.
Die Diagonalträger können sich in Fahrt richtung relativ so zu einander bewegen, dass eine Radialein- stellbarkeit der Radsätze bei Kurvenfahrt die Folge ist.
Ausser den bisher behandelten Aspekten betreffend der Forderung nach einer guten Kurvengängigkeit für ein spur gebundenes Fahrzeug, stellt sich als zweite Anforderung, insbesondere an ein Schienenfahrzeug des öffentlichen Per sonennahverkehrs die günstigen Ein- und Ausstiegsverhält- nisse in Verbindung mit einem durchgehend niedrigen Fahr zeugboden durch eine extrem niedere Bauhöhe ihrer Fahr- und Laufwerke mit kleinen Raddurchmessern.
Hierzu sind im Stand der Technik die Ausführungsfor men gemäss EP 0 058 914, EP 0<B>071575</B> und DEOS 3 326 540 bekannt. Als erster, gravierender Nachteil muss je doch gewertet werden, dass sich in allen gezeigten Fällen ein nur teilweise abgesenkter Fahrzeugboden verwirklichen lässt. Dies ist bedingt durch den zweiten Mangel der gezeig ten Lösungen, nämlich dadurch, dass die offenbarten Trieb- und Laufdrehgestelle verschiedener Bauhöhen keine freizü gige Anwendbarkeit bei den unterschiedlichsten Fahrwerks anordnungen erlauben und somit einen durchgehend niede ren Fahrzeugboden verunmöglichen.
Gerade hier setzt die vorliegende Erfindung ein, indem sie zur Aufgabe hat, durch eine weitgehendst identische Bau art von motorisierten Fahrwerken und nichtmotorisierten Laufwerken sich allen gewählten Fahrwerksanordnungen anzupassen und bei Verwendung kleiner Raddurchmesser für die Fahrzeuge ausser günstigen Aus- und Einstiegsver- hältnissen auch einen durchgehend niederen Fahrzeugboden zu ermöglichen, gleichzeitig aber allen Bedingungen eines stabilen Geradeauslaufs Rechnung trägt,
sowie insbesondere den Erfordernissen für eine gute Kurvengängigkeit unter Be rücksichtigung einer Lärmminderung und Verschleissreduk- tion besonders beim Befahren enger Gleisbögen nach kommt.
Der Grundgedanke der Erfindung beruht auf der Schaf fung von motorisierten Fahrwerken und nichtmotorisierten Laufwerken weitgehendst identischer Bauart, deren tragende Bauteile aus zwei Halbrahmen bestehen, die einerseits um die Vertikalachse gelenkig miteinander verbunden sind und die sich andererseits über Kragarme federnd aufeinander ab stützen und/oder mittels Pendeln federnd an diesen aufge hängt sind und deren federnde Elemente gleichzeitig die Ausdrehbewegung der beiden Halbrahmen, resultierend aus der Radialstellung der Radsätze zueinander entsprechend dem Bogenlauf der Fahrzeuge, aufzunehmen in der Lage sind.
Die aus dem -Stand der Technik her bekannten Schwie rigkeiten und Nachteile werden durch den Wortlaut des An spruchs 1 der erfindungsgemässen Lösung nicht mit sekun dären Massnahmen unterdrückt, sondern auf eine einfache und unaufwendige Art umgangen. Hierbei wurde besonde ren Wert darauf gelegt, heute übliche Federungs- und Füh rungselemente, sowie bekannte Antriebs- und Bremseinrich tungen unverändert in das Konzept integrieren zu können.
Diese Lösung kann zudem so gestaltet werden, dass sie sich betreffend der Radialeinstellbarkeit der Radsätze grundsätzlich wahlweise einer der beiden bekannten Be triebsweisen, nämlich der gegenseitigen Selbststeuerung oder der kastenseitigen Zwangssteuerung bedienen kann. Hierbei kann die Lösung in beiden Fällen durch ihren konstruktiven Aufbau Rücksicht nehmen auf die besonderen Erfordernis- se. die sich bei radial einstellbaren Radsätzen im Zusammen hang mit Antrieb und Bremsen ergeben.
Dies zeigt sich nicht zuletzt auch darin, dass die Lösung keinerlei, hieraus zusätzlich erwachsenden Belastungen oder Verschleiss unterliegt, so dass sie sich in besonderer Weise auch für die Anwendung kleiner Raddurchmesser eignet.
Weiter ermöglicht die erfindungsgemässe Lösung eine Reihe von Ausgestaltungsformen, die bei gleichem Grund konzept den unterschiedlichsten Anforderungen nachzu kommen in der Lage sind und in den abhängigen Ansprü chen enthalten sind.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielsweise anhand einer Zeichnung erläutert.
Es zeigen: Figur 1 ein nichtmotorisiertes Laufwerk in perspektivi scher Darstellung.
Figur 2 eine Draufsicht auf ein motorisiertes Fahrwerk analog der Ausführung gemäss Figur 1.
Figur 3 die Prinzipdarstellung eines motorisierten Fahr werks mit gegenseitig gesteuerten, radial einstellbaren Rad sätzen, gemäss Figur 2.
Figur 4 die Prinzipdarstellung eines motorisierten Fahr werks, gemäss Figur 3, jedoch mit wagenkastenseitig gesteu erten, radial einstellbaren Radsätzen.
Figur 5 ein motorisiertes Fahrwerk, gemäss Figur 2 oder nichtmotorisiertes Laufwerk gemäss Figur 1 mit zusätzlich querelastischer, ringförmiger Achsführung.
Figur 6 ein motorisiertes Fahrwerk, gemäss Figur 2 oder nichtmotorisiertes Laufwerk gemäss Figur 1 mit zusätzlich querelastischer, v-förmiger Achsführung.
Figur 7 ein motorisiertes Fahrwerk, gemäss Figur 2 oder nichtmotorisiertes Laufwerk gemäss Figur 1 mit Direktab stützung des Fahrzeugaufbaus.
Figur 8 ein nichtmotorisiertes Laufwerk in perspektivi scher Darstellung.
Figuren 9 bis 12 mehrere, insbesondere für Stadtbahnwa- gen geeignete Fahrwerksanordnungen mit motorisierten Fahrwerken und nichtmotorisierten Laufwerken entspre chender Bauart, wobei die Fahr- und Laufwerke kleine Rad durchmesser aufweisen und einen durchgehend niederen Fahrzeugboden gestatten.
Bei einem in Figur 1 gezeigten, nichtmotorisierten Lauf werk 1 werden zwei Laufradsätze 2, 2' in je einem c-förmigen Halbrahmen 3, 3' an Achslagerstellen 10, 10' geführt. Dabei weisen die c-förmigen Halbrahmen 3, 3' je zwei tragende Kragarme 4, 4' auf, welche sich über je ein Federelement 5 auf dem jeweils gegenüberliegenden c-förmigen Halbrahmen 3, 3' abstützen.
Die Federelemente 5 besitzen hierbei eine Primärfederwirkung und nehmen ferner die aus der Kurven fahrt herrührende, relative Ausdrehbewegung der beiden c- förmigen Halbrahmen 3, 3' reibungsfrei und als Schubbewe gung federnd auf. Ebenso findet die Drehbewegung im ge meinsamen Drehlager 7 der als Verbindungssupport 6, 6' ausgebildeten rückwärtigen Partie der c-förmigen Halbrah men 3, 3' statt.
Die Verbindungssupporte 6, 6' sind im Be reich der tragenden Kragarme 4, 4' und der rückwärtigen Partie der c-förmigen Halbrahmen 3, 3' als Eckversteifungen 8, 8' zur Aufnahme von Fahrzeug-Kastenfedern 9 ausgebil det.
Die in Figur 1 gezeigte Aussenlagerung der Laufradsätze 2. 2' ist nicht verbindlich, da sich das gezeigte Konzept so wohl unabhängig von der Spurweite, als auch mit innengela gerten Radsätzen realisieren lässt.
Figur 2 zeigt die Draufsicht auf das Laufwerk gemäss Fi gur 1, jedoch in motorisierter Ausführung. Bei einem moto risierten Fahrwerk 11 werden zwei Triebradsätze 12, 12' von je einem c-förmigen Halbrahmen 3, 3' an Achslagerstellen 10. 10' geführt. Ferner ist je ein Antrieb 16, 16' bestehend aus je einem Motor 13, 13' sowie je einer Kupplung 14, 14' und je einem Getriebe 15, 15' vorgesehen, sowie Bremsen 17, 17' und/oder 27, 27'.
Hierbei sind die Antriebe 16, 16' und die Bremsen 17, 17' bzw. 27, 27' so im c-förmigen Halbrah men 3, 3' installiert, dass sich gegenüber den Triebradsätzen 12, 12' keinerlei, aus der Kurvenfahrt herrührende Relativ bewegungen zueinander ergeben. Diese werden, wie bereits bei Figur 1 beschrieben, einerseits im gemeinsamen Drehla ger 7 der beiden, mit Verbindungssupporten 6, 6' verbunde nen, c-förmigen Halbrahmen 3, 3' aufgenommen und ande rerseits von den Federelementen 5 ausgeführt, über die sich die tragenden Kragarme 4, 4' auf dem jeweils gegenüberlie genden c-förmigen Halbrahmen 3, 3' abstützen.
Die Fahrzeug-Kastenfedern 9 sind auf den Eckverstei- fungen 8, 8' angeordnet.
Figur 3 zeigt das in Figur 2 dargestellte motorisierte Fahrwerk 11 in einer Prinzipdarstellung. Dabei wird beson ders deutlich, dass die radiale Einstellbarkeit der Radsätze 12, 12' auf einfache Weise gegenseitig gesteuert wird. Es können sich die zwei, mit Verbindungssupporten 6, 6' ver bundenen, c-förmigen Halbrahmen 3, 3' um die Vertikalach se im gemeinsamen Drehlager 7 bewegen. Diese Drehbewe gung wird von den Federelementen 5, welche die tragenden Kragarme 4, 4' untereinander, oder auf dem jeweiligen c- förmigen Halbrahmen 3, 3' abstützen, in Schubrichtung auf genommen.
Das Mass der Ausdrehbewegung der beiden c- förmigen Halbrahmen 3, 3' zueinander wird bestimmt durch den Kurvenradius, auf dem sich die Radsätze 12, 12' radial zum Kurvenmittelpunkt hin einstellen, ohne dass hieraus re sultierende Relativbewegungen zwischen dem Antrieb 16, (16') oder den Bremsen 17, (17'), bzw. 27, (27') und dem Radsatz 12, (12') entstehen. Die Längsmitnahme zwischen dem motorisierten Fahrwerk 11 oder dem nichtmotorisierten Laufwerk 1 und einem Fahrzeugaufbau 20 erfolgt über einen in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten Längslenker 19.
Dieser, mit seinem einen Ende am c-förmigen Halbrahmen 3 oder 3' oder im Drehlager 7 angreifende Längslenker 19, ist an seinem anderen Ende an einem am Fahrzeugaufbau 20 befestigten Zapfen 18 kardanisch gelagert.
Der Fahrzeugaufbau 20 ist ferner über die Fahrzeug- Kastenfedern 9 auf den Eckversteifungen 8, 8' eines motori sierten Fahrwerks 11 oder nichtmotorisierten Laufwerks 1 abgestützt.
Hierbei kann sich z.B. bei einem Gelenkfahrzeug entwe der ein Fahrzeugteil mittig, oder die benachbarten Aufbau ten zweier Fahrzeugteile, oder aber ein Fahrzeugende ab stützen.
Figur 4 zeigt ein motorisiertes Fahrwerk 41 in einer Prin- zipdarstellung, mit einer Koppelung der Radsätze 12, 12' un tereinander durch ein an den Achslagerstellen 10' angreifen des, beidseits des motorisierten Fahrwerks 41 am c-förmigen Halbrahmen 3 angeordnetes Lenker-Hebel-System 21.
Durch dieses werden die Radsätze 12, 12' vom Fahrzeugauf bau 20 aus zwangsweise gesteuert, sobald sich infolge Kur veneinfahrt eine Ausdrehbewegung zwischen dem Fahrzeug aufbau 20 und dem motorisierten Fahrwerk 41 oder dem nicht motorisierten Laufwerk 31 ergibt.
Die Figuren 5 bis 7 zeigen die Achslagerstelle 10, 10' an den Enden der c-förmigen Halbrahmen 3, 3' bzw. 33, 33' in Verbindung mit einem dort gelagerten Triebradsatz 12, 12' oder Laufradsatz 2, 2' als weitere Ausführungsformen, die in Kombination oder als Alternative zu den gezeigten Lösun gen anwendbar sind.
Hierbei ermöglichen die Ausführungen nach den Figuren 5 und 6 die Unterbringung einer zusätzlichen querelastischen Achsführung in Form eines ringförmigen, elastischen Ele mentes 22 (Figur 5), oder zweier v-förmiger elastischer Ele- mente 23 (Figur 6), die auch eine gewisse Primärfederungs- wirkung mit einschliessen.
Figur 7 hingegen basiert auf einer Achsführung, bei der die Fahrzeug-Kastenfedern 9 nicht in der zuvor beschriebe nen Weise auf den Eckversteifungen 8, 8' angeordnet sind, sondern in Form einer Direktabstützung des Fahrzeugauf baus 20 unmittelbar über der Achslagerstelle 10, 10' des c- förmigen Halbrahmens 3, 3' bzw. 33, 33' vorgesehen sind.
Eine weitere vorteilhafte Weiterentwicklung ist in Figur 8 offenbart. Am Beispiel eines nichtmotorisierten Laufwerks 32 wird ein c-förmiger Halbrahmen 33 gezeigt, dessen beide tragenden Kragarme 34, 35 unterschiedlich, nämlich einmal nach oben (34) und einmal nach unten (35) hin abgekröpft sind.
Durch eine drehsymmetrische Betrachtungsweise ergibt sich dabei, dass der entgegengesetzt liegende c-förmige Halb rahmen 33', dessen tragenden Kragarme 34', 35' ebenfalls unterschiedlich abgekröpft sind, zu der gewünschten Ver- schachtelung beider Rahmenhälften führt. Somit sind deren tragende Kragarme 34 und 35' bzw. 34' und 35 in Längsrich tung übereinander angeordnet.
Während die beiden c-förmi- gen Halbrahmen 33, 33' einerseits über einen Verbindungs support 6, 6' im Drehlager 7 um die Vertikalachse gelenkig miteinander verbunden sind, stützen sich andererseits die sich diagonal gegenüberliegenden, obenliegenden Enden der tragenden Kragarme 34, 34' über je ein Federelement 5 auf dem jeweils untenliegenden Ende des tragenden Kragarms 35, 35' ab.
Ferner sind die sich diagonal gegenüberliegenden, untenliegenden Enden der tragenden Kragarme 35, 35' über je ein Pendel 25 und über Federelemente 24 an dem jeweils obenliegenden Ende des tragenden Kragarmes 34, 34' aufge hängt.
Diese Anordnung erlaubt eine gegenseitige Ausdrehbe- wegung der c-förmigen Halbrahmen 33 und 33' resultierend aus der Radialstellung der Radsätze 2, 2' zueinander, ent sprechend dem Bogenlauf des Fahrzeugs 20.
Zur Aufnahme der Fahrzeug-Kastenfedern 9 dienen die als innenliegende Eckversteifungen 8, 8' ausgebildeten rück wärtigen Partien der c-förmigen Halbrahmen 33, 33' im An- schlussbereich der Verbindungssupporte 6, 6'. Alternativ können die Fahrzeug-Kastenfedern 9 auch auf aussenliegen den Konsolen an den c-förmigen Halbrahmen 33, 33' vorge sehenen, oder aber die in Fig. 7 gezeigte Direktabstützung angewendet werden.
Auch im Falle eines auf dieser Basis ausgeführten moto risierten Fahrwerks 42 finden die aus der Bogenfahrt resul tierenden Relativbewegungen immer zwischen den beiden c- förmigen Halbrahmen 33 und 33' statt. Sie werden bei der vorliegenden Lösung von den Mitteln 7, 5 und 25, 24 ausge führt, so dass sich zwischen Radsatz 12, 12' und Antrieb 16, 16' oder Bremse 17, 17' bzw. 27, 27' keine aus der Bogen fahrt herrührenden Relativbewegungen ergeben können.
Die Figuren 9 bis 12 zeigen Schienenfahrzeuge, bei denen sich der Fahrzeugaufbau 20 auf den unterschiedlichsten Fahrwerksanordnungen von motorisierten Fahrwerken 11, 41, 42 und/oder nichtmotorisierten Laufwerken 1, 31, 32 ab stützt. Hierbei kann die vorliegende Erfindung in Form von motorisierten Fahrwerken 11, 41, 42, oder nichtmotorisier ten Laufwerken 1, 31, 32 weitgehendst identischer Bauart verwendet werden, z.
B. unter Anhängerfahrzeugen, deren Fahrzeugaufbau sich auf zwei nicht motorisierten Laufwer ken 1, 31, 32 abstützt (Figur 9), aus auch unter Triebfahr zeugen, insbesondere dann, wenn die einzelnen Fahrzeugtei le gelenkig miteinander verbunden sind (Figuren 10 bis 12), oder aber auch dann, wenn sich die einander benachbarten Aufbauten zweier Fahrzeugteile auf einem gemeinsamen Fahr- oder Laufwerk (11, 41, 42 bzw. 1, 31, 32) abstützen (Figur 12).
Ein derartiges Fahrwerk kann mithin als motorisiertes Fahrwerk 11, 41, 42 oder nichtmotorisiertes Laufwerk 1, 31, 32 weitgehendst identischer Bauart ausgebildet werden. Es kann sich allen gewählten Fahrwerksanordnungen anpassen und durch die Verwendung von Trieb- und Laufradsätzen 12, 12' bzw. 2, 2' mit kleinen Raddurchmessern für ein Fahr zeug 20 ausser günstigen Ein- und Ausstiegen 38 auch einen durchgehend niederen Fahrzeugboden 39 ermöglichen.
Insbesondere kann durch die gelenkige Bauart der moto risierten Fahrwerke 11, 41, 42 und der nichtmotorisierten Laufwerke 1, 31, 32 eine gute Kurvengängigkeit erreicht werden, so dass Lärm und Verschleiss auch beim Befahren enger Gleisbögen weitgehendst vermieden werden.
Hierbei werden für die radiale Einstellbarkeit der Rad sätze 2, 2' bzw. 12, 12' keinerlei zusätzliche Hilfsmittel (z. B. Steuerrahmen etc.) benötigt, da dieser Effekt durch die ge lenkige Verbindung zweier tragender Bauteile, den c-förmi- gen Halbrahmen 3, 3' bzw. 33, 33' erreicht wird.
Durch Berücksichtigung der besonderen Erfordernisse, die sich bei radial einstellbaren Radsätzen 12, 12' im Zusam menhang mit dem Antrieb 16, 16' und den Bremsen 17, 17' bzw. 27, 27' ergeben, können bei dem gezeigten Konzept be kannte Antriebs- und Bremseinrichtungen unverändert über nommen werden.
DESCRIPTION The present invention relates to a running gear for track-bound vehicles, in particular rail vehicles, in which the vehicle body is supported on suspension arrangements or is suspended from these.
The invention relates both to vehicles, the structure of which is supported on one or more undercarriages, and to vehicles in which the mutually adjacent structures are supported on a single, common undercarriage, in particular when the individual vehicle parts are connected to one another in an articulated manner.
In all the cases mentioned, the present invention is based on motorized undercarriages which, if the drive is omitted, can optionally also be used as drives which are carried out identically.
Characteristic of the present invention are essentially: - the good cornering ability of the vehicles, especially when driving on narrow curves - the favorable entry and exit conditions, as well as the consistently low vehicle floor of the vehicles - the versatility in the most varied of chassis arrangements - the largely identical type of Motorized undercarriages and non-motorized drives are known from the prior art:
- Rail vehicles, the running gear of which allow their wheel sets to be adjusted radially when cornering DEOS 3 230 419 - Rail vehicles whose running gear enable mutually controlled radial adjustment of their wheel sets when cornering DEOS 3 030 084 - Rail vehicles, the running gear of which is controlled by the vehicle body, forced radial adjustability Their wheelsets when cornering enable EP 0 072 328 - rail vehicles, the undercarriages of which have a chassis frame consisting of at least two articulated parts,
which enables the radial adjustment of the wheel sets when cornering DEOS 3 235 692 and DEOS 3 221 <B> 755 </B> - rail vehicles, the running gear of which enable an at least partially lowered vehicle floor EP 0 058 914, EP 0 <B> 071575 < / B> and DEOS 3 326 540 There are undercarriages or bogies of rail driving witnesses known, the wheelsets of which are also guided in parallel by known means, in order to ensure stable straight-ahead running through a stiff to rigid vehicle guide in the longitudinal direction, particularly in the case of fast-moving vehicles.
When driving on bends, however, it comes to the well-known effect of the longitudinal and transverse sliding of the wheels on the rails in the guided wheel sets, which is particularly in tight curves, z. B. in light rail operation, as a nuisance perceived and with increased wear curve squeaking noticeable.
In order to counter this circumstance, one proceeds, for example, with the means shown in DEOS 3 240 419 to reduce the rigidity of the wheel set guidance in the longitudinal direction of the vehicle. However, the radial adjustability of the wheel sets achieved by this measure, which only moves within the longitudinally elastic range of the wheel set guide, leads to uncontrolled wheel set positions which, as practice has shown, do not set the wheel sets exactly to the center of the curve must have resulted in
but can even lead to an anti-radial setting of the leading wheel set in the track curve under unfavorable conditions.
To remedy this is the subject of DEOS 3 030 084, which shows a mutually controlled radial adjustability of the wheel sets, in particular for undercarriages or bogies, in which each wheel set is driven by an associated motor.
The problem that arises here, which bring radially adjustable wheelsets in relation to drive and brakes, is solved in the present case in that there are no relative movements arising from the radial adjustability of the wheelsets between the engine and wheelset, and between the brakes and wheelset lets by the motors supported on the wheel axles on the other hand are pivotally connected to each other about a vertical axis and the brakes are suspended from a brake beam connected to the respective motor.
A disadvantage of this concept is the fact that the mutually controlled radial adjustability of the wheel sets must be brought about via the motor housing and the motors must always be supported on the wheel axles for this.
A further embodiment of making the wheel sets of a motorized undercarriage or bogie radially adjustable is shown in EP 0 072 328, which is a radial adjustability of the wheel sets, which is controlled by the vehicle body, but is otherwise related to installation of the drive can be referred to the previously made statements.
A further development of making wheel sets radially adjustable in accordance with one of the aforementioned options, but without having to support the associated drive motor directly on the wheel axle, is formed by the undercarriage frames, which consist of at least two parts which are connected to one another in an articulated manner, as is described, for example, in DEOS 3 235 692 is shown using a very elaborate example. In addition, this solution offers the possibility of realizing the two previously mentioned modes of operation of radially adjustable wheel sets, taking into account motors that are not supported on the wheel sets, namely in the form of mutually controlled wheel sets or those controlled by the vehicle body.
The teaching described here, however, is still heavily based on the original structure of a classic bogie and, in addition to the actual, articulated, control-performing C-shaped subframe, requires a pair of side frames and a cradle to support the vehicle body.
Another possibility of achieving the radial adjustability of the wheel sets by means of a chassis frame consisting of at least two parts which are connected to one another in an articulated manner is disclosed in DEOS 3 212 755. In this design, the bogie frame is dispensed with in the usual sense and the diagonally opposite wheels of a chassis are connected by means of Z-shaped diagonal brackets, on which the vehicle body is supported resiliently.
The diagonal brackets can move relative to each other in the direction of travel so that the wheel sets can be adjusted radially when cornering.
In addition to the aspects discussed so far regarding the requirement for good cornering for a track-bound vehicle, the second requirement, especially for a rail vehicle for local public transport, is the favorable entry and exit conditions in conjunction with a consistently low vehicle floor thanks to a extremely low overall height of your bogies and drives with small wheel diameters.
For this purpose, the embodiments according to EP 0 058 914, EP 0 <B> 071575 </B> and DEOS 3 326 540 are known in the prior art. As a first, serious disadvantage, however, it must be assessed that in all the cases shown, the vehicle floor can only be partially lowered. This is due to the second shortcoming of the solutions shown, namely that the disclosed drive and running bogies of different heights do not allow unrestricted applicability in a wide variety of chassis arrangements and thus make a consistently low vehicle floor impossible.
This is precisely where the present invention comes in, in that it has the task of adapting to all selected chassis arrangements by means of a largely identical construction of motorized undercarriages and non-motorized undercarriages and, when using small wheel diameters for the vehicles, in addition to favorable exit and entry ratios, also a continuous one to enable lower vehicle floor, but at the same time takes into account all conditions of stable straight running,
as well as in particular the requirements for good cornering while taking into account noise reduction and wear reduction, especially when driving on narrow curves.
The basic idea of the invention is based on the creation of motorized undercarriages and non-motorized drives of largely identical construction, the load-bearing components of which consist of two half-frames, which are articulated on the one hand about the vertical axis and which, on the other hand, are resiliently supported by cantilever arms and / or by means of Pendulum resiliently hangs up on these and the resilient elements are able to simultaneously absorb the twisting movement of the two half-frames, resulting from the radial position of the wheel sets relative to one another in accordance with the curvature of the vehicles.
The difficulties and disadvantages known from the prior art are not suppressed by the wording of claim 1 of the solution according to the invention by secondary measures, but bypassed in a simple and uncomplicated manner. Special emphasis was placed on being able to integrate the usual suspension and guiding elements, as well as known drive and brake devices, into the concept unchanged.
This solution can also be designed so that it can use either one of the two known modes of operation, namely mutual self-control or box-side positive control, with respect to the radial adjustability of the wheel sets. In both cases, the solution can take into account the special requirements due to its structural design. These arise with radially adjustable wheel sets in connection with the drive and brakes.
This is also shown not least by the fact that the solution is not subject to any additional loads or wear resulting from it, so that it is particularly suitable for the use of small wheel diameters.
Furthermore, the solution according to the invention enables a number of design forms which, with the same basic concept, are able to meet the most varied of requirements and are contained in the dependent claims.
The invention is explained below, for example with reference to a drawing.
FIG. 1 shows a non-motorized drive in perspective representation.
FIG. 2 shows a top view of a motorized undercarriage analogous to the embodiment according to FIG. 1.
3 shows the schematic diagram of a motorized undercarriage with mutually controlled, radially adjustable wheel sets, according to FIG. 2.
FIG. 4 shows the basic illustration of a motorized undercarriage, according to FIG. 3, but with radially adjustable wheel sets controlled on the car body side.
FIG. 5 shows a motorized undercarriage, according to FIG. 2, or a non-motorized undercarriage according to FIG. 1 with an additionally transverse elastic, ring-shaped axle guide.
FIG. 6 shows a motorized undercarriage, according to FIG. 2, or a non-motorized undercarriage according to FIG. 1 with an additionally cross-elastic, V-shaped axle guide.
Figure 7 shows a motorized chassis, according to Figure 2 or non-motorized drive according to Figure 1 with direct support of the vehicle body.
Figure 8 shows a non-motorized drive in perspective representation.
FIGS. 9 to 12 a plurality of undercarriage arrangements with motorized undercarriages and non-motorized undercarriages of a corresponding design, which are particularly suitable for light rail vehicles, the undercarriages and undercarriages having small wheel diameters and permitting a continuously lower vehicle floor.
In a non-motorized running gear 1 shown in FIG. 1, two wheel sets 2, 2 'are each guided in a c-shaped half frame 3, 3' at axle bearing points 10, 10 '. The c-shaped half frames 3, 3 'each have two supporting cantilever arms 4, 4', which are each supported by a spring element 5 on the opposite c-shaped half frame 3, 3 '.
The spring elements 5 in this case have a primary spring action and also take the relative unscrewing movement of the two C-shaped half frames 3, 3 'originating from the bends in a frictionless and springy manner as a pushing motion. Likewise, the rotary movement takes place in the common pivot bearing 7 of the rear part of the c-shaped half frame 3, 3 'formed as connection support 6, 6'.
The connection supports 6, 6 'are in the area of the load-bearing cantilever arms 4, 4' and the rear part of the c-shaped half-frame 3, 3 'as stiffeners 8, 8' for receiving vehicle box springs 9 ausgebil det.
The external mounting of the wheel sets 2, 2 'shown in FIG. 1 is not binding, since the concept shown can be implemented independently of the track width as well as with internally stored wheel sets.
Figure 2 shows the top view of the drive according to Figure 1, but in a motorized version. In a motorized undercarriage 11, two drive wheel sets 12, 12 'are each guided by a c-shaped half frame 3, 3' at axle bearing points 10, 10 '. Furthermore, a drive 16, 16 'each consisting of a motor 13, 13' and a clutch 14, 14 'and a transmission 15, 15' is provided, as well as brakes 17, 17 'and / or 27, 27'.
Here, the drives 16, 16 'and the brakes 17, 17' and 27, 27 'are installed in the c-shaped half-frame 3, 3' that there are no relative to the drive wheel sets 12, 12 'resulting from cornering movements to each other result. These are, as already described in Figure 1, on the one hand in the common rotary bearing 7 of the two, with connecting supports 6, 6 'connected NEN, C-shaped half frame 3, 3' and on the other hand carried out by the spring elements 5, about which the support cantilever arms 4, 4 'on the respective opposite lying C-shaped half frame 3, 3'.
The vehicle box springs 9 are arranged on the corner reinforcements 8, 8 '.
Figure 3 shows the motorized chassis 11 shown in Figure 2 in a schematic diagram. It is particularly clear that the radial adjustability of the wheel sets 12, 12 'is easily controlled. It can move the two, with connection supports 6, 6 'connected, c-shaped half frame 3, 3' to the vertical axis se in the common pivot bearing 7. This rotary movement is taken by the spring elements 5, which support the supporting cantilever arms 4, 4 'with each other, or on the respective C-shaped half frame 3, 3', in the direction of thrust.
The extent of the turning movement of the two c-shaped half frames 3, 3 'to one another is determined by the curve radius on which the wheel sets 12, 12' adjust radially towards the center of the curve, without resulting relative movements between the drive 16, (16 ' ) or the brakes 17, (17 '), or 27, (27') and the wheelset 12, (12 '). The longitudinal entrainment between the motorized undercarriage 11 or the non-motorized drive 1 and a vehicle body 20 takes place via a longitudinal link 19 arranged in the longitudinal direction of the vehicle.
This, with its one end on the c-shaped half frame 3 or 3 'or in the pivot bearing 7 engaging trailing arm 19, is gimbaled at its other end on a pin 18 attached to the vehicle body 20.
The vehicle body 20 is also supported on the vehicle box springs 9 on the corner stiffeners 8, 8 'of a motorized chassis 11 or non-motorized drive 1.
Here, e.g. in the case of an articulated vehicle, either a vehicle part is centered, or the adjacent superstructure is supported by two vehicle parts, or a vehicle end is supported.
FIG. 4 shows a motorized undercarriage 41 in a basic illustration, with the wheel sets 12, 12 'being coupled to one another by an engagement on the axle bearing points 10' of the handlebar lever arranged on both sides of the motorized undercarriage 41 on the c-shaped half frame 3. System 21.
By this, the wheel sets 12, 12 'of the vehicle construction 20 are positively controlled as soon as there is an unscrewing movement between the vehicle body 20 and the motorized undercarriage 41 or the non-motorized drive 31 as a result of the cure entry.
FIGS. 5 to 7 show the axle bearing 10, 10 'at the ends of the c-shaped half frames 3, 3' and 33, 33 'in connection with a drive wheel set 12, 12' or wheel set 2, 2 'mounted there as further embodiments , which can be used in combination or as an alternative to the solutions shown.
5 and 6 enable the accommodation of an additional transverse elastic axis guide in the form of an annular, elastic element 22 (FIG. 5), or two V-shaped elastic elements 23 (FIG. 6), which also have a certain primary suspension - Include effect.
Figure 7, however, is based on an axle guide, in which the vehicle box springs 9 are not arranged in the manner described above on the corner stiffeners 8, 8 ', but in the form of a direct support of the vehicle body 20 directly above the axle bearing 10, 10' of C-shaped half frame 3, 3 'and 33, 33' are provided.
Another advantageous further development is disclosed in FIG. 8. The example of a non-motorized drive 32 shows a c-shaped half frame 33, the two supporting cantilever arms 34, 35 of which are bent differently, namely once upwards (34) and once downwards (35).
A rotationally symmetrical view shows that the opposite c-shaped half frame 33 ', the supporting cantilever arms 34', 35 'are also bent differently, leads to the desired nesting of both frame halves. Thus, the supporting cantilever arms 34 and 35 'or 34' and 35 are arranged one above the other in the longitudinal direction.
While the two c-shaped half frames 33, 33 'are connected to one another in an articulated manner about the vertical axis via a connection support 6, 6' in the pivot bearing 7, on the other hand the diagonally opposite, upper ends of the supporting cantilever arms 34, 34 'are supported. via a spring element 5 on the respectively lower end of the supporting cantilever 35, 35 '.
Furthermore, the diagonally opposite, lower ends of the supporting cantilever arms 35, 35 'are each suspended via a pendulum 25 and spring elements 24 at the upper end of the supporting cantilever arm 34, 34'.
This arrangement allows the c-shaped half-frames 33 and 33 'to move relative to one another as a result of the radial position of the wheel sets 2, 2' relative to one another, corresponding to the curvature of the vehicle 20.
The rear part of the c-shaped half-frames 33, 33 'in the connection area of the connection supports 6, 6', which are designed as internal corner stiffeners 8, 8 ', serve to accommodate the vehicle box springs 9. Alternatively, the vehicle box springs 9 can also be seen on the outside of the brackets on the c-shaped half frames 33, 33 ', or the direct support shown in FIG. 7 can be used.
Even in the case of a motorized undercarriage 42 designed on this basis, the relative movements resulting from the arc travel always take place between the two C-shaped half frames 33 and 33 '. In the present solution, they are carried out by the means 7, 5 and 25, 24, so that none of the bows are between the wheel set 12, 12 'and the drive 16, 16' or the brake 17, 17 'or 27, 27' can result from relative movements.
Figures 9 to 12 show rail vehicles, in which the vehicle body 20 is based on a wide variety of chassis arrangements of motorized undercarriages 11, 41, 42 and / or non-motorized drives 1, 31, 32. Here, the present invention can be used in the form of motorized undercarriages 11, 41, 42, or non-motorized drives 1, 31, 32 largely identical design, for.
B. under trailer vehicles whose vehicle body is based on two non-motorized drives 1, 31, 32 (FIG. 9), testify from also under driving, especially when the individual vehicle parts are articulated together (FIGS. 10 to 12), or even if the mutually adjacent superstructures of two vehicle parts are supported on a common driving or running gear (11, 41, 42 or 1, 31, 32) (FIG. 12).
Such a running gear can therefore be designed as a motorized running gear 11, 41, 42 or non-motorized running gear 1, 31, 32 of largely identical design. It can adapt to all selected chassis arrangements and, through the use of drive and wheel sets 12, 12 'or 2, 2' with small wheel diameters for a vehicle 20, besides inexpensive entrances and exits 38, also enable a continuously lower vehicle floor 39.
In particular, due to the articulated design of the motorized undercarriages 11, 41, 42 and the non-motorized undercarriages 1, 31, 32, good maneuverability in curves can be achieved, so that noise and wear and tear are largely avoided even when driving on narrow curves.
No additional aids (e.g. control frame etc.) are required for the radial adjustability of the wheel sets 2, 2 'or 12, 12', since this effect is achieved through the articulated connection of two load-bearing components, the c-shaped gene half frame 3, 3 'or 33, 33' is reached.
By taking into account the special requirements that arise in the case of radially adjustable wheel sets 12, 12 'in connection with the drive 16, 16' and the brakes 17, 17 'and 27, 27', known drive systems can be used in the concept shown. and braking devices are taken over unchanged.