DD201571A5

DD201571A5 - Vierachsiges drehgestell fuer niederflurwagen

Info

Publication number: DD201571A5
Application number: DD81232592A
Authority: DD
Inventors: Friedrich Pelz
Original assignee: Simmering Graz Pauker Ag
Priority date: 1980-08-14
Filing date: 1981-08-13
Publication date: 1983-07-27
Also published as: ES8204355A1; NO150351C; ES504445A0; DE3163502D1; YU42580B; GR75748B; DK359781A; EP0046457A1; EP0046457B1; NO150351B; ATA418980A; NO812752L; AT368962B; YU197481A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein vierachsiges Drehgestell für Niederflurwagen mit zwei je zwei Radsätze tragenden, H-förmigen Rahmen, die mit einem Querbalken bildenden und die Drehlagerung des Drehgestells aufnehmenden Hauptträger gelenkig verbunden sind. Während das iel in der Verbesserung der Laufeigenschaften auch bei schlechtem Gleis und in der Senkung der Verschleißerscheinungen zu sehen ist, besteht die Aufgabe darin, eine gleichmäßige Verteilung der Achslasten auch bei schlechtem Gleis zu gewährleisten und in Verbindung mit einer mechanischen oder hydraulischen Ausgleichsvorrichtung auch einen Einsatz für extreme Rampenfahrten und für den Fährbetrieb zu ermöglichen. Diese wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß bei einem Drehgestell der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß der Wagenaufbau mittels eines starr an ihm befestigten Tauchzapfens am Querträger gelagert ist, daß die dem Querbalken zugewandeten Enden der Längsträger der H-förmigen Rahmen um je eine horizontale Achse unmittelbar oder unter wischenschaltung eines zweiarmigen Hebels schwenkbar am Querbalken angelenkt sind und daß in an sich bekannter Weise der Fahrzeugaufbau an jedem Längsträger mittel jeweils einer Tragfeder abgestützt ist. Fig.2

Description

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L· y> ι- ** ^w..*· Berlin, den 3.12.1981

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Vierachsiges Drehgestell für Niederflurwagen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein vierachsiges Drehgestell für Niederflurwagen, mit zwei je zwei Radsätzen tragenden, H-förmigen Rahmen, die mit einem einen Querbalken bildenden und die Drehlagerung des Drehgestelles aufnehmenden Hauptträger gelenkig verbunden sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Durch die DB-OS 1 605 094 ist ein Radgestell für niedrig gebaute Eisenbahnwagen bekannt geworden, bei welchem zwei Η-Rahmen mittels eines gemeinsamen Gelenkes verbunden und über Federn an einem Mittelquerträger abgestützt sind·

Die AT-PS 305 360 zeigt ein vierachsiges Drehgestell mit zwei H-förmigen Rahmen für je zwei Achsen und einen Hauptträger, mit welchem die Η-Rahmen gelenkig verbunden sind. Bei dieser Konstruktion ist der Hauptrahmen oder Hauptträger H-förmig und umfaßt mit den Enden seiner Schenkel gelenkig die Querstege der H-Rahmen.

Mechanische und hydraulische Ausgleichsvorrichtungen sind an sich ebenfalls bekannt. So zeigt die DE-PS 439 045 eia Untergestell für Eisenbahnwagen, bei welchem die einen Enden je zweier mit ihrem anderen Enden an je einen Längsausgleichhebel angeschlossener Achsfedern eines Radsatzpaares durch Teile derartig miteinander verbunden sind, daß eine

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Mehrbelastung der einen Feder sich gleichmäßig auf beide Federn verteilt.

Weiterhin offenbart die AT-PS 325 663 eine Vorrichtung zum Ausgleichen der Achsdrücke an einem Fahrgestell eines Schienenfahrzeuges mit zwei wechselweise beaufschlagbaren pneumatischen oder hydraulischen Drückelementen zum Übertragen je einer im wesentlichen abwärts gerichteten Ausgleichskraft auf das vordere bzw, das hintere Ende des Fahrgestelles, wobei die beiden.Druckelemente je über eine Druckleitung verbunden sind.

Schließlich zeigt die DE-OS 2 317 562 ein Schienendrehgestell, mit vier Badsätzen, von denen jeweils zwei auf beiden Fahrzeugseiten durch über Längsausgleichhebel miteinander verbundene Achsfedern am Fahrgestellrahmen abgestützt sind, wobei auf einer Fahrzeugseite die Längsausgleichhebel am Fahrgestellrahmen höhenbeweglich und über ein Hydrauliksystem ausgeglichen sind.

Alle bekannten Konstruktionen stehen in Verbindung mit Drehgestellen anderer Bauart als das erfindungsgemäße, so daß mit den bekannten Ausbildungen andere Fahreigenschaften des Drehgestelles als mit den erfindungsgemäßen Vorschlägen erzielt werden.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat zum Ziel, auch bei schlechtem Gleis gute Laufeigenschaften zu erreichen und die Verschleißerscheinungen zu senken.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vierachsiges Drehgestell für Niederflurwagen mit zwei je zwei Radsätzen tragenden, H-förmigen Rahmen, die mit einem einen Querbalken bildenden und die Drehlageruag des Drehgestells aufnehmenden Hauptträger gelenkig verbunden sind, zu schaffen, das eine gleichmäßige Verkeilung der Achslasten auch bei schlechtem Gleis gewährleistet und wobei sich das vorgeschlagene Drehgestell mit einer mechanischen oder hydraulischen Ausgleichsvorrichtung auch für extreme Rampenfahrten und für den Fährbetrieb eignen soll.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Drehgestell der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß der Wagenaufbau mittels eines starr an ihm befestigten Tauchzapfens am Querträger gelagert ist, daß die dem Querbalken zugewendeten Enden der Längsträger der H-förmigen Rahmen um je eine horizontale Achse unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines zweiarmigen Hebels schwenkbar am Querbalken angelenkt sind und daß in an sich bekannter Weise der Fahrzeugaufbau an jedem Längsträger mittels jeweils einer Tragfeder abgestützt ist.

Bei diesem Drehgestell hat sich gezeigt, daß selbst bei ungünstigen Fahrweisen keine Achsfehler entstehen, da beide Seiten des Drehgestelles gleichmäßig gebremst werden, wodurch keine einseitige Belastung entstehen kann, gleichgültig, ob die Lagerung der H-Bahmen unter Vermittlung eines zweiarmigen Hebels erfolgt oder nicht.

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In vorteilhafter Weise sind die Widerlager der in der Fahrtrichtung hintereinander gelegenen Tragfedern durch eine z. B. als Zug- oder Druckstange ausgebildete Ausgleichsvorrichtung verbunden. Hierbei können die Widerlager in bekannter Weise auch als Kolben hydraulischer Zylinder, die durch eine Ausgleichsleitung verbunden sind, ausgebildet sein.

Das Drehgestell zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß an jedem Längsträger der H-förmigen Rahmen ein um eine horizontale Achse schwenkbarer'Stützhebel als Widerlager für jeweils eine Tragfeder vorgesehen ist und daß die Stützhebel jeder Drehgestellängsseite durch je eine Ausgleichsvorrichtung verbunden sind.

Nach einem weiteren Merkmal ist die Lagerung für den Tauchzapfen in bekannter Weise nach Art eines Kugelgelenkes allseitig schwenkbar ausgebildet.

Eine weitere Modifizierung des Drehgestells sieht vor, daß die H-förmigen Rahmen verwindungsweich sind und daß die Eahmen auf den Achslagern für die Radsätze in bekannter Weise nachgiebig, z. B. unter Zwischenlage von Gummiplatten o· dgl, abgestützt sind.

Bin weiteres Merkmal des Drehgestells besteht darin, daß jeder Stützhebel an einer parallel zu den Radsätzen verlaufenden Welle befestigt ist, daß an jeder Welle ein Ausgleichshebel sitzt und daß die Ausgleichshebel an jeder Drehgestellängsseite durch die Ausgleichsstange gekuppelt sind.

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Erfindungsgemäß ist zwischen der Zug- bzw. Druckstange und dem Drehgestell ein Schvjingungsdämpfer angeordnet. Schließlich ist das Drehgestell auch dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ausgleichshebel mit einem in einem am Rahmen des Drehgestelles befestigten Zylinder verschiebbaren Kolben verbunden ist, daß die Zylinder jeder Drehgestell-Längsseite in an sich bekannter Weise durch eine Druckleitung in Verbindung stehen.

Ausführungsbe ispie le

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert, welche drei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Drehgestelles veranschaulichen,

Bs zeigen:

Fig. 1: eine vereinfachte Seitenansicht des Drehgestells ι

Fig. 2: die zugehörige Draufsicht, mit weggelassenen Teilen;

Fig. 3: den Ausschnitt A nach Fig. 2 in geänderter Ausführ ungsform;

Fig. 4: eine Ausführungsform des Drehgestelles mit Ausgleichsvorrichtung in vereinfachter Darstellung in Seitenansicht;

Fig. 5s die zugehörige Draufsicht;

Fig. 6: eine geänderte Konstruktion nach Fig. 4-, und die

Fig. 7 und 8: das Verhalten der Ausgleichsvorrichtung

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beim Überfahren eines Steigungsanfanges*

Der Hauptträger des Drehgestelles ist mit 1 bezeichnet und besteht aus einem kastenartigen Tragteil 2, der in seiner Mitte mit einer Ausnehmung 3 zur Aufnahme einer nicht gezeigten Lagerung für den am Wagenaufbau starr befestigten Tauchzapfen versehen ist. Diese Tauchzapfen-Lagerung besteht im wesentlichen aus einer Hülse, in welche der Tauchzapfen axial verschiebbar paßt, einer kugelförmigen, auf der Hülse sitzenden Verdickung und einer diese kugelförmige Verdickung aufatmenden Halterung, die in der Ausnehmung 3 befestigt wird. Diese Lagerung kann sich in einem ölbad befinden und ist daher wartungsfrei* Der Haupt querträger 1 kann sich daher gegenüber dem Tauchzapfen axial, d. h. vertikal, verschieben, verdrehen und nach jeder Richtung schräg stellen.

An jedem Ende des kastenartigen Tragteils 2 sind bei den Ausführungsformen des Drehgestells nach den Fig* 1 und 2 sowie 4 und 5 zwei mit diesem starr verbundene bzw. von diesem ausgehende Fortsätze 4 vorgesehen, an welchen die H-förmigen ßahmen 5 an den dem Haupt-Querträger 1 zugekehrten Enden ihrer Längsteile 8 um horizontale Achsen 6 schwenkbar angelenkt sind.

Diese Eahmen 5 bestehen aus einem als Kastenträger ausgebildeten Querteil 7 und den Längsteilen 8, die mit je zwei Ausnehmungen 9 zur Aufnahme der die Achsstummel 10 der Badsätze 11 haltenden Achslager - nicht gezeigt - versehen sind* Bei der Ausführungsform des Drehgestells nach den Fig. 1 und 2 ist an der Übergangsstelle zwischen Querteil 7 und jeden Längsteil 8 eine topfartige, oben offene Ausnehmung

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12 vorgesehen, deren quer zur Fahrtrichtung gelegene Mittelebene mit der Längsmittelebene des Querteiles 7 vorzugsweise zusammenfällt; in diesen Ausnehmungen befinden sich die noch zu beschreibenden Federn samt Unterstützungen· Die H-förmigen Babmen 5 haben aufgrund ihrer Form und auch durch ihre Dimensionierung eine gewisse Verwendungsfähigkeit, von welcher beim erf indungsgemäßen Drehgestell bewußt Gebrauch gemacht wird.

Die nicht gezeigtmAchslager für die Achsstummel 10 sind an der Oberseite 13 der Ausnehmung 9 durch Gummiplatten abgestützt und können daher geringfügige Vertikal- sowie Schwenkbewegungen gegenüber dem Rahmen 5 ausführen, wenn sich dieser infolge von GIei^sUnebenheiten verwindet.

Zur Abfederung des nur angedeuteten Wagenaufbaues 14· sind an jedem Drehgestell vier Tragfedern 15 vorgesehen. Diese sind als Schraubenfedern ausgebildet und können in üblicher Weise durch Ineinander- oder Hintereinander-Anordnen zweier Schraubenfedern mit verschiedener Kennlinie und verschiedener Länge, gegebenenfalls durch Zwischenschalten eines Blockiertopfes, in bevorzugter Weise eine nichtlineare oder progressive Gesamtkennlinie haben. Die Oberseite jeder Feder 15 ist mit einer Tragplatte 16 versehen, die über einen daran befestigten Gleitbelag 17 die Unterseite des Wagenaufbaues 14- trägt.

Bei der Ausführungsform des Drehgestells nach den Fig. 4· und 5 sind zur Führung der Federn 15 nur angedeutete Bolzen 18 vorgesehen, die am Boden der Ausnehmungen 12 befestigt sind und nach oben ragen.

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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist an Stelle der beiden Fortsätze 4 mindestens an einem Ende des Hauptquerträgers 1 ein doppelärmiger Hebel 4' vorgesehen, welcher mit dem Tragteil 2 gelenkig verbunden ist bzw. auf diesem um eine in der Längsmittelebene des Hauptquerträgers 1 gelegene Längsachse 2¹ schwenkbar gelagert ist. Auf den Enden dieser Hebel 4¹ sind über Silent Blocks die Längsteile 8 der Querteile 7 schwenkbar gelagert.

Bei der Ausführungsform des Drehgestells nach den Fig. 4 und 5 sind die Federn 15 an ihrer Unterseite mit je einer Tragplatte 19 versehen, welche ihrerseits auf dem freien Ende _/ eines Stützhebels 20 aufliegt. Das Ende dieses Stützhebels ist gegabelt und umfaßt den Bolzen 18. Wie in Fig. 4 des weiteren zu erkennen ist, haben die Enden der Stützhebel 20 gewölbte Oberseiten 21, sodaß sie sich bei ihren Schwenkbewegungen an der Unterseite der Tragplatte 19 ohne jede Reibung abwälzen können.

Die Stützhebel 20 sind an je einer kurzen Welle 22 befestigt, die in den beiden Wänden der topfartigen Ausnehmung 12 drehbar gelagert sind. Die zu beiden Seiten jedes H-förmigen Eahmens 5 angebrachten Wellen haben eine gemeinsame horizontale Achse 22», welche in einer mittleren Vertikalebene des Trägers 7 verläuft, die zu den Achsen der beiden Radsätze 11 des H-förmigen Eahmens 5 vorzugsweise gleichen Abstand hat (vgl. insbesondere Fig. 4 links). Ein Ende jeder Welle 22 ist über die Außenwand des Längsteiles 8 hinaus verlängert und trägt dort einen Ausgleichshebel 23* Die beiden an der gleichen Drehgestellseite befindlichen Ausgleichshebel 23 sind in der Zeichnung nach oben hin zueinander geneigt angeordnet und durch eine Ausgleichsvorrichtung

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miteinander gekoppelt. Sie können aber auch vorzugsweise lotrecht und parallel zueinander angeordnet sein.

Beim geze igten A us füh rungs be is p ie I besteht diese Ausgleichsvorrichtung aus je einer Zugstange 24, welche mit ihren Enden an die Ausgleichshebel 23 über Bolzen 25 gelenkig angeschlossen ist. Jeweils zwischen den Zugstangen 24 octer einen der beiden Ausgleichshebel 23 und die Se items andung des Drehgestells kann ein Schwingungsdämpfer gelegt sein; vorteilhaftereise werden diese Schwingungsdämpfer, im wesentlichen horizontal liegend, jeweils zwischen den Zugstangen 24 und den Enden des Haupt-Querträgers 1 angelenkte

Selbstverständlich kann im Rahmen der Erfindung anstelle der Zugstange 24, wie Fig. 6 zeigt, eine Druckstange 24' treten. Zu diesem Zwecke sind die Tragfedern 15 nicht wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, zwischen dem dem Hebel 23 und dem äußeren, sondern, wie Fig. 6 zeigt, dem benachbarten inneren Radsatz 11 angeordnet, wobei die Hebel 23 nach oben auseinander laufen können. Durch diese Konstruktion wird der Abstand zwischen Drehzapfen und Gleitplatte geringer, wodurch die Rückstellkraft in der GIeitplattenabStützung herabgesetzt wird.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Ausgleichsvorrichtung wird im folgenden anhand der Fig. 7 und 8 erläutert«

Gemäß Fig. 7 haben zwei Achsen des Drehgestells den Beginn (Punkt A) einer Rampe B bereits überfahren (Fahrtrichtung Pfeil P). Dadurch haben sich die beiden Achsen des in Fig. rechten H-förmigen Rahmens um die Beträge a,. und a₂ gehoben.

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Damit heben sich aber auch die Berührungsstellen zwischen den Stützhebeln 20 und den Tragplatten 19 der Federn 15* dieses Bahmens an, d· h. die beiden vorderen Federn 15* dieses Rahmens müßten stärker zusammengedrückt werden. Die Kraft, mit der diese Federn auf ihre Stützhebel 20 drücken, wird größer. An den Kräfteverhältnissen bei den anderen Federn 15" (Fig. 6 links) hat sich aber noch nichts geändert. Weil daher auf die Stützhebel 20 der Federn 15' eine größere Kraft als auf die Stützhebel der anderen Federn 15" wirkt, werden sich beide Stützhebelpaare, verbunden durch die Zugstangen 24, im Uhrzeigersinn soweit verschwenken, bis alle vier Federn der beiden H-förmigen Rahmen mit gleicher Kraft auf ihre Stützhebel einwirken. Durch die Anordnung der Achsen der Wellen 22 vorzugsweise in der Mitte zwischen den Radsätzen 11 jedes H-Rahmens 5 werden beide Radsätze gleich stark belastet.

In Fig. 8 ist jene Stellung des Drehgestells gezeigt, in welcher sich die erste Achse des Drehgestells um den Betrag a-, gehoben und seine letzte Achse den Beginn A der Rampe B gerade erreicht hat. Bs ist gut zu erkennen, daß sich, weil auch der linke H-Rahnien angehoben ist, die Ausgleichshebel 23 noch etwas weiter im Uhrzeigersinn verschwenkt haben, Bs ist aber auch zu sehen, daß die Längen der Federn 15* und 15" einander gleich geblieben sind. Die beim Auffahren auf die Rampe B eingetretene Neigung des Tragteils 2 gegenüber der Horizontalen (vgl. den Verlauf der Geraden zwischen den Achsen 6 in Fig. 7) und damit die Schrägstellung des Haupt querträge rs 1 gegenüber de"! im wesentlichen vertikal bleibenden ^Tauchzapfen wird durch die eingangs beschriebene kugelgelenksartige Halterung der den Tauchzapfen aufnehmenden Hülse in der Ausnehmung 3 ausgeglichen.

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Anstelle der Zug- bzw. Druckstange 24 kann auch eine hydraulische Ausgleichsvorrichtung vorgesehen werden. Dabei ist jeder Ausgleichshebel über einen vorzugsweise auf Druck beanspruchten Lenker mit der Stange eines Kolbens verbunden, der sich in einem im wesentlichen horizontalen, am H-förmigen Träger befestigten Zylinder verschieben kann. Die Zylinder sind einerseits verschlossen und mit einer Flüssigkeit (Hydrauliköl u. dgl.) gefüllt. Die zwei Zylinder jeder Drehgestellseite sind durch eine druckfeste Leitung miteinander verbunden.

Es besteht auch die Möglichkeit, die Tragplatte 19 als Kolben eines Zylinders auszubilden und beide einander quer zur fahrtrichtung gelegenen Zylinderpaare mit einer Öldruckleitung zu verbinden, wobei die mechanische Ausgleichsvorrichtung entfällt.

Die Wirkungsweise dieser hydraulischen Ausgleichsvorrichtungen ist jener der mechanischen Ausgleichsvorrichtungen - mit Zugstange - gleich.

In der die beiden Zylinder verbindenden Druckleitung kann eine Drosselstelle, etwa in Form eines Ventils, vorgesehen sein, um Schwingungen, die bei schlechten Gleisen auftreten können, zu dämpfen.

Claims

1. Vierachsiges Drehgestell für Niederflurwagen, mit zwei je zwei Eadsätzen tragenden, H-förmigen Rahmen, die mit einem einen Querbalken bildenden und die Drehlagerung des Drehgestelle aufnehmenden Hauptträgers gelenkig verbunden sind, gekennzeichnet dadurch, daß der Wagenaufbau mittels eines starr an ihm befestigten Tauchzapfens am Querträger gelagert ist, daß die dem Querbalken züge-' wendeten Enden der Längsträger (8) der H-förmigen Eahmen (3) um je eine horizontale Achse (6) unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines zweiarmigen Hebels (4·) schwenkbar am Querbalken angelenkt sind und daß in an sich bekannter Weise der Fahrzeugaufbau an jedem Längsträger (8) mittels jeweils einer Tragfeder (15) abgestützt ist,

2· Drehgestell nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Widerlager (19) der in der Fahrtrichtung hintereinander gelegenen Tragfedern (15) durch eine z, B. als Zug- oder Druckstange (24-, 24^f) ausgebildete Ausgleichsvorrichtung verbunden sind»

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Erfind ungsanspruch

3. Drehgestell nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Widerlager (19) in bekannter Weise als Kolben hydraulischer Zylinder, die durch eine Ausgleichsleitung verbunden sind, ausgebildet sind.

4. Drehgestell nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß an jedem Längsträger (8) der H-förmigen Rahmen (5) ein um eine horizontale Achse (22·) schwenkbarer Stützhebel als Widerlager (20) für jeweils eine Tragfeder (15) vorgesehen

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ist und daß die Stützhebel (20) jeder Drehgeste Hängst seite durch je eine Ausgleichsvorrichtung verbunden sind·

5. Drehgestell nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Lagerung für den Tauchzapfen in bekannter Weise nach Art eines Kugelgelenkes allseitig schwenkbar ausgebildet ist.

6. Drehgestell nach einem der Punkte 1 bis 5* gekennzeichnet dadurch, daß die H-förmigeη Eahmen (5) verwindungsweich sind und daß die Eahmen (5) auf den Achslagern für die Radsätze (11) in bekannter Weise nachgiebig, ζ· Β· unter Zwischenlage von Gummiplatten o. dgl. abgestützt sind»

7» drehgestell nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß jeder Stützhebel (20) an einer parallel zu den Radsätzen (11) verlaufenden Welle (22) befestigt ist, daß an jeder Welle (22) ein Ausgleichshebel (23) sitzt und daß die Ausgleichshebel (23) an jeder Drehgestellängsseite durch die Ausgleichsstange (24, 24') gekuppelt sind,

8. Drehgestell nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen der Zug- bzw. Druckstange (24, 24*) und dem Drehgestell ein Schwingungsdämpfer angeordnet ist·

9. Drehgestell nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß jeder Ausgleichshebel (23) mit einem in einem am Rahmen des Drehgestelles befestigten Zylinder verschiebbaren Kolben verbunden ist, daß die Zylinder jeder Drehgestell-Längsseite in an sich bekannter Weise durch eine Druckleitung in Verbindungen stehen.

- Hierzu 4 Seiten Zeichnungen -