DE102014216965A1

DE102014216965A1 - Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE102014216965A1
Application number: DE102014216965.8A
Authority: DE
Inventors: Klaus Paffrath
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2016-03-03
Also published as: EP3157796A1; RU176426U1; WO2016030281A1; CN207747896U

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, mit einem Fahrwerksrahmen (1), der Fahrwerkslangträger (2) aufweist, und mit einer Sekundärfederung, die mit ihrer unteren Seite an dem Fahrwerksrahmen (1) befestigt und mit ihrer oberen Seite an einen Wagenkastenrohbau des Schienenfahrzeugs anschließbar ist, wobei die Sekundärfederung von wenigstens zwei hydropneumatischen Federelementen (7) gebildet ist, die jeweils zwischen einem zentralen angeordneten Drehpunkt (6) des Fahrwerks gegenüber dem Wagenkastenrohbau und einem zugeordneten Fahrwerkslangträger (2) sowie zum Verwirklichen einer symmetrischen Federwirkung in Querrichtung des Fahrwerks angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, mit einem Fahrwerksrahmen, der Fahrwerkslangträger aufweist, und mit einer Sekundärfederung, die mit ihrer unteren Seite an dem Fahrwerksrahmen befestigt und mit ihrer oberen Seite an einen Wagenkastenrohbau des Schienenfahrzeugs anschließbar ist.
Solche bekannten Fahrwerke sind insbesondere bei Schienenfahrzeugen zur Personenbeförderung allgemein gebräuchlich, wobei die Sekundärfederung zur Bereitstellung eines hohen Fahrkomforts für Fahrgäste beiträgt. Die zum Einsatz kommende Federung konkurriert bezüglich ihres benötigten Bauraumes mit anderen Funktionskomponenten im Fahrwerk, beispielsweise dem Fahrwerksrahmen, insbesondere den Fahrwerkslangträgern, den Bremseinrichtungen, wie Bremsscheiben und Bremszangen, sowie Traktionskomponenten, wie Fahrmotoren und Getriebe.
Um den hohen geforderten Fahrkomfort von im Personenverkehr eingesetzten Schienenfahrzeugen zu gewährleisten, werden in vielen aktuellen Schienenfahrzeugen als Sekundärfederung zwischen Fahrwerksrahmen und Wagenkastenrohbau Luftfedern eingesetzt. Hierbei sind zwei prinzipiell verschiedene Anordnungen voneinander zu unterscheiden.
Bei einer Ausführung werden die Luftfedern dezentral als ein oder zwei Luftfederpaare ganz oder teilweise oberhalb der Fahrwerkslangträger positioniert. Eine Auslenkbewegung des Fahrwerks wird hierbei durch eine innere Beweglichkeit der Luftfederbälge ermöglicht. Da die verfügbare Bauhöhe über dem Fahrwerk typischerweise stark eingeschränkt ist, werden bei dieser Anordnung die Fahrwerkslangträger üblicherweise gekröpft, wodurch die Luftfedern teilweise zwischen die Räder eingesenkt werden. Durch diese Ausführung vergrößert sich der minimal erreichbare Achsabstand im Fahrwerk. Gerade dieser minimale Achsabstand ist ein wesentlich bestimmender Faktor für das Gewicht des Fahrwerks.
Weniger gebräuchlich ist der Einsatz einer zentralen Luftfeder in Fahrwerksmitte. Ein Vorteil dieser Anordnung ist es, dass Bauraum im Bereich zwischen den Rädern oberhalb der Fahrwerkslangträger frei bleibt, der beispielsweise zur Unterbringung von Radbremszangen verwendbar ist. Die zentrale Luftfeder benötigt jedoch durch das notwendige Luftvolumen im Federbalg einen sehr großen Bauraum, der weitere Einbauten im Fahrwerk, wie beispielsweise Wellenbremsscheiben oder Traktionskomponenten nur dann erlaubt, wenn das Fahrwerk über einen sehr großen Achsabstand verfügt.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei möglichst geringem Gewicht des Fahrwerks den verfügbaren Bauraum zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Fahrwerk dadurch gelöst, dass die Sekundärfederung von wenigstens zwei hydropneumatischen Federelementen gebildet ist, die jeweils zwischen einem zentralen angeordneten Drehpunkt des Fahrwerks gegenüber dem Wagenkastenrohbau und einem zugeordneten Fahrwerkslangträger sowie zum Verwirklichen einer symmetrischen Federwirkung in Querrichtung des Fahrwerks angeordnet sind.
Der Einsatz von hydropneumatischen Federelementen gestattet einen größeren Bauraum für Brems- und Traktionskomponenten als die im Stand der Technik bekannten Luftfedern.
Es ist bevorzugt, dass zwei hydropneumatische Federelemente vorgesehen sind, die bezüglich des Drehpunktes symmetrisch in Querrichtung des Fahrwerks angeordnet sind. Es können allerdings auch weitere hydropneumatische Federelemente zum Einsatz kommen, wobei dann jeweils zu gewährleisten ist, dass in Querrichtung des Fahrwerks eine symmetrische Federwirkung vorliegt. Der Einsatz von nur zwei hydropneumatischen Federelementen gestattet es jedoch, besonders viel Bauraum für weitere Komponenten verfügbar zu haben.
Bevorzugt sind die wenigstens zwei hydropneumatischen Federelemente ohne Einsatz einer wagenkastenseitigen Traverse unmittelbar an den Wagenkastenrohbau anschließbar. Das Einsparen einer Traverse vermindert die Anzahl erforderlicher Komponenten zur Anbindung des Fahrwerks am Wagenkastenrohbau.
Die wenigstens zwei hydropneumatischen Federelemente können zu dem Drehpunkt in einem Abstand angeordnet sein, der geringer als der Abstand des jeweiligen hydropneumatischen Federelements zu dem ihm zugeordneten Fahrwerkslangträger des Fahrwerkrahmens ist. Eine Verbesserung des verfügbaren Bauraums ergibt sich, wenn die wenigstens zwei hydropneumatischen Federelemente dem Drehpunkt des Fahrwerks unmittelbar benachbart angeordnet sind.
Der Fahrwerksrahmen kann derart inliegend ausgebildet sein, dass vorgesehene Räder jeweils in Querrichtung des Fahrwerks auf Außenseiten der Fahrwerkslangträger liegen. Dies führt zu einer gewichtssparenden Ausführung des Fahrwerksrahmens.
In einem Einbauraum zwischen einem zentral angeordneten Querträger (Traverse) des Fahrwerkrahmens und einer Radsatzwelle kann eine Fahrwerkskomponente, wie eine Traktionskomponente zum Antrieb des Fahrwerks oder eine mit der Radsatzwelle zusammenwirkende Bremsvorrichtung angeordnet und befestigt sein. In dieser Weise wird beispielsweise ein Getriebe oder ein Fahrmotor geeignet am Fahrwerk untergebracht.
In einem Einbauraum zwischen auf dieser Seite gelegenen Rädern können Bremszangen für Radbremsscheiben angeordnet sein. Dies ergibt eine platzsparende günstige Anordnung für die Bremszangen.
Alternativ kann der Einbauraum auch oberhalb eines der Fahrwerkslangträger angeordnet sein und/oder neben einem der Fahrwerkslangträger.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch näher erläutert, wobei funktionsgleiche Komponenten mit derselben Bezugsziffer bezeichnet sind. Es zeigen:
1: eine Ansicht von oben auf ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug in einer ersten Ausführungsform und
2: eine Ansicht von oben auf ein Fahrwerk eines Schienenfahrzeugs in einer zweiten Ausführungsform
Die 1 und 2 zeigen jeweils Ausführungsformen eines Fahrwerks für ein Schienenfahrzeug, das mit einem innenliegenden Fahrwerksrahmen 1 ausgestattet ist, der an jeder Seite einen Fahrwerkslangträger 2 aufweist. Die Fahrwerkslangträger 2 sind im zentralen Bereich des Fahrwerksrahmens 1 über einen Querträger 3 in Form einer Traverse miteinander verbunden. An jeweiligen Enden der Fahrwerkslangträger 2 sind Radsatzwellen 4 gelagert, die seitlich von den Fahrwerkslangträgern 2 aus nach außen vorstehen und an ihren Enden Räder 5 tragen.
Eine Längsmitnahme zwischen dem Fahrwerk und einem zugeordneten Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs ist in üblicher Weise über einen Drehzapfen verwirklicht, der im zentralen Bereich des Fahrwerkrahmens 1 in der Mitte des Querträgers 3 einen Drehpunkt 6 definiert. Dem Drehpunkt 6 unmittelbar benachbart ist auf jeder seiner Seiten in Querrichtung des Fahrwerksrahmens 1 jeweils ein hydropneumatisches Federelement 7 vorgesehen. Das daraus gebildete Federpaar bildet eine Sekundärfederung des Fahrwerks gegenüber dem zugeordneten Wagenkasten. In Querrichtung des Fahrwerkrahmens 1 liegen die hydropneumatischen Federelemente 7 jeweils einwärts des jeweils zugeordneten Fahrwerkslangträgers 2, wobei der Abstand zu dem zugeordneten Fahrwerkslangträger 2 größer als der Abstand zu dem Drehpunkt 6 ist. Daraus ergibt sich, dass erste Einbauräume zur Verfügung gestellt werden, die sich jeweils von einem der hydropneumatischen Federelemente 7 aus in Richtung auf den zugeordneten Fahrwerkslangträger 2 und darüber hinaus bis in den Bereich zwischen zwei Rädern 5 erstreckt. Gleichzeitig ergeben sich 2 weitere Einbauräume jeweils zwischen dem Querträger 3 und einer der Radsatzwellen 4, die zur Unterbringung von Komponenten des Fahrwerks genutzt werden können.
Bei der Ausführungsform nach 1 wird der zweite Einbauraum zur Unterbringung einer Bremsvorrichtung genutzt, wobei Bremszangen 8 mit auf der Radsatzwelle 4 angeordneten Bremsscheiben 9 zusammenwirken.
Bei der Ausführungsform nach 2 wird der zweite Einbauraum zwischen dem Querträger 3 und den Radsatzwellen zur Unterbringung eines Fahrmotors 10 und eines Getriebes 11 genutzt, über das der betreffende Fahrmotor 10 mit der angetriebenen Radsatzwelle 4 verbunden ist.
Zur Unterbringung einer Bremsvorrichtung wird der erste Einbauraum zwischen zwei Rädern 5 auf einer Seite des Fahrwerks sowie teilweise über dem diesen Rädern 5 benachbarten Fahrwerkslangträger 2 benutzt. Dort werden Bremszangen 12 angeordnet, die in Fahrwerksquermitte ausgerichtet sind. Diese Bremszangen 12 wirken mit Bremsscheiben 13 der Räder 5 zum Abbremsen des Fahrwerks zusammen.
Die hydropneumatischen Federelemente 7 sind auf dem Querträger 3 unmittelbar befestigt. Zudem sind sie für eine unmittelbare Befestigung an einer Unterseite eines Wagenkastens ohne Verwendung einer Traverse ausgebildet. Dabei werden die Federelemente 7 nicht völlig starr, sondern mit einer gewissen Flexibilität an den Wagenkasten angebunden, um ein Verwinden der Federelemente 7 um den Drehpunkt 6 sowie leichte Schrägstellungen für Längs- und Querversätze zu ermöglichen.
Diese Anbindung kann mit Hilfe von Hartgummibuchsen umgesetzt sein.
Ein Ausdrehen des Fahrwerks wird durch das für Querbewegungen ohnehin vorhandene Spiel in Lagerpunkten der hydropneumatischen Federelemente 7 an dem Querträger 3 ermöglicht.

Claims

Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, mit einem Fahrwerksrahmen (1), der Fahrwerkslangträger (2) aufweist, und mit einer Sekundärfederung, die mit ihrer unteren Seite an dem Fahrwerksrahmen (1) befestigt und mit ihrer oberen Seite an einen Wagenkastenrohbau des Schienenfahrzeugs anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärfederung von wenigstens zwei hydropneumatischen Federelementen (7) gebildet ist, die jeweils zwischen einem zentralen angeordneten Drehpunkt (6) des Fahrwerks gegenüber dem Wagenkastenrohbau und einem zugeordneten Fahrwerkslangträger (2) sowie zum Verwirklichen einer symmetrischen Federwirkung in Querrichtung des Fahrwerks angeordnet sind.
Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei hydropneumatische Federelemente (7) vorgesehen sind, die bezüglich des Drehpunktes (6) symmetrisch in Querrichtung des Fahrwerks angeordnet sind.
Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die wenigstens zwei hydropneumatischen Federelemente (7) ohne Einsatz einer wagenkastenseitigen Traverse unmittelbar an den Wagenkastenrohbau anschließbar sind.
Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die wenigstens zwei hydropneumatischen Federelemente (7) zu dem Drehpunkt (6) in einem Abstand angeordnet sind, der geringer als der Abstand des jeweiligen hydropneumatischen Federelements (7) zu dem ihm zugeordneten Fahrwerkslangträger (2) des Fahrwerksrahmens (1) ist.
Fahrwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die wenigstens zwei hydropneumatischen Federelemente (7) dem Drehpunkt (6) unmittelbar benachbart angeordnet sind.
Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrwerksrahmen (1) derart innenliegend ausgebildet ist, dass vorgesehene Räder (5) jeweils in Querrichtung des Fahrwerks auf Außenseiten der Fahrwerkslangträger (2) liegen.
Fahrwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Einbauraum zwischen einem zentral angeordneten Querträger (3) des Fahrwerkrahmens (1) und einer Radsatzwelle (4) eine Komponente des Fahrwerks angeordnet und befestigt ist.
Fahrwerk nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Einbauraum zwischen auf einer Seite des Fahrwerks gelegenen Rädern (5) Bremszangen (1) für Radbremsscheiben (13) angeordnet sind.
Fahrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbauraum oberhalb eines der Fahrwerkslangträger (2) angeordnet ist.
Fahrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbauraum seitlich neben einem der Fahrwerkslangträger (2) angeordnet ist.