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Die Erfindung bezieht sich auf Drehgestelle für Schienenfahrzeuge sowie auf Schienenfahrzeuge, die mit Drehgestellen ausgestattet sind.
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Heutzutage gibt es im Bereich der Eisenbahntechnik zwei Typen von zweiachsigen Drehgestellen, nämlich solche, bei denen jede der beiden Achsen jeweils mit einem eigenen Traktionsmotor ausgestattet ist, und solche, die völlig motorlos bzw. antriebslos sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehgestell mit gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Eigenschaften anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Drehgestell mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Drehgestells sind in Unteransprüchen angegeben.
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Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Bereich einer der Spurführungseinheiten, nachfolgend erste Spurführungseinheit genannt, ein Traktionsmotor angeordnet ist, der diese erste Spurführungseinheit antreibt, und im Bereich einer anderen, nicht angetriebenen Spurführungseinheit, nachfolgend zweite Spurführungseinheit genannt, ein Stromrichter zur Stromversorgung des die erste Spurführungseinheit antreibenden Traktionsmotors angeordnet ist.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Drehgestells beruht auf seinem asymmetrischen Aufbau bzw. mit anderen Worten darauf, dass eine Spurführungseinheit angetrieben wird und eine andere nicht. Diese Asymmetrie ermöglicht es, die Traktionsleistung über ein Schienenfahrzeug, insbesondere einen Zugverband, gleichmäßiger als mit herkömmlichen Drehgestellen zu verteilen, wodurch sich die Anfahrbeschleunigung und die Bremsbeschleunigung bei allen Witterungsverhältnissen verbessern lassen.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Drehgestells besteht darin, dass Einbauraum, der bei zweiachsig angetriebenen Drehgestellen für einen der beiden Traktionsmotoren benötigt wird und bei dem erfindungsgemäßen Drehgestell für keinen weiteren Traktionsmotor benötigt wird, für den Einbau des Stromrichters (bzw. Traktionsstromrichters) für den verbleibenden Traktionsmotor genutzt werden kann.
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Darüber hinaus ist es bei dem erfindungsgemäßen Drehgestell vorteilhaft, dass dieses aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Anordnung des Stromrichters auf dem Drehgestell eine autonome Einheit bildet. Diese autonome Einheit ermöglicht eine schnelle Montage des Drehgestells an Wagenkästen bzw. eine schnelle Demontage von Wagenkästen, denn eine Schnittstelle zum Anschluss des Stromrichters erfordert relativ wenig Verkabelungsaufwand.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Drehgestells liegt in der Einsparung von Gewicht und Herstellungskosten, da – wie erwähnt – der Verkabelungsaufwand gegenüber herkömmlichen Drehgestellen reduziert ist.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Drehgestelle ist darin zu sehen, dass mit den drehgestellindividuell vorhandenen Stromrichtern eine einheitliche Schnittstelle zur Energieversorgung geschaffen werden kann, über die beispielsweise eine Zwischenkreisspannung durch das gesamte Schienenfahrzeug bzw. den gesamten Zugverband durchgeschleift werden kann. Dieser Umstand schafft in vorteilhafter Weise Standardisierungsmöglichkeiten und ermöglicht dadurch Skaleneffekte in der Beschaffung sowie Vorteile durch weniger unterschiedliche Ersatzteile.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Drehachse des Drehgestells das Drehgestell in einen – in Längsrichtung des Drehgestells gesehen – vorderen und einen hinteren Abschnitt unterteilt, und der Traktionsmotor und der Stromrichter in unterschiedlichen Abschnitten angeordnet sind. Die Drehachse des Drehgestells kann beispielsweise durch einen Drehzapfen oder eine Drehzapfenaufnahme des Drehgestells gebildet sein.
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Vorzugsweise weist das Drehgestell genau zwei Spurführungseinheiten auf, nämlich die erwähnte erste angetriebene Spurführungseinheit und die erwähnte zweite, nicht angetriebene Spurführungseinheit.
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Bevorzugt handelt es sich bei den Spurführungseinheiten um achsenbasierte Spurführungseinheiten; demgemäß wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Spurführungseinheiten jeweils eine Achse und zwei Räder aufweisen und die Traktionseinheit die Achse der ersten Spurführungseinheit antreibt.
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Vorzugsweise weist das Drehgestell zwei Achsen auf, von denen eine mit einer Klotzbremse ausgestattet ist und die andere mit einer Radscheibenbremse.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass beide Achsen jeweils mit einer Klotzbremse oder jeweils mit einer Radscheibenbremse ausgestattet sind.
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Bei dem Drehgestell handelt es sich vorzugsweise um ein außengelagertes Drehgestell, also um ein Drehgestell, bei dem sich die Räder zwischen den die Achsen lagernden Achslagern befinden.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Drehgestell um ein innengelagertes Drehgestell handelt, also um ein Drehgestell, bei dem sich die Achslager zwischen den Rädern befinden.
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Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Schienenfahrzeug, insbesondere einen Eisenbahnzug. Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Schienenfahrzeugs vorgesehen, dass dieses mit zumindest einem Drehgestell, wie es oben beschrieben worden ist, ausgestattet ist.
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Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Drehgestell verwiesen.
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Bei dem Schienenfahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Einzelwagenzug mit zumindest zwei Einzelwagen handeln. Im Falle einer solchen Ausgestaltung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Drehgestelle der Einzelwagen entweder mit Traktionsmotor und Stromrichter – wie oben erläutert – ausgeführt oder antriebslos sind.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn alle Drehgestelle aller Einzelwagen des Einzelwagenzugs jeweils mit Traktionsmotor und Stromrichter – wie oben erläutert – ausgestattet sind.
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Alternativ kann es sich bei dem Schienenfahrzeug um einen Gliederzug handeln, bei dem sich zumindest zwei Wagenkästen auf demselben Drehgestell abstützen. Im Falle einer solchen Ausgestaltung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn zumindest eines der Drehgestelle mit einem Traktionsmotor und einem Stromrichter ausgestattet ist, wie dies oben erläutert worden ist.
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Vorteilhaft ist es, wenn alle Drehgestelle des Gliederzugs jeweils mit Stromrichter und Traktionsmotor ausgestattet sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
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1 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes, innengelagertes Drehgestell,
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2 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes, außengelagertes Drehgestell,
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3 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug in Form eines dreiteiligen Gliederzugs,
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4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug in Form eines dreiteiligen Gliederzugs,
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5 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug in Form eines vierteiligen Gliederzugs,
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6 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug in Form eines dreiteiligen Einzelwagenzugs und
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7 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug in Form eines dreiteiligen Einzelwagenzugs.
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In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Die 1 zeigt ein innengelagertes Drehgestell 10, das eine erste Achse 20 und eine zweite Achse 30 umfasst. Das Drehgestell 10 ist um eine Drehachse 40 drehbar bzw. schwenkbar, die durch einen am Drehgestellrahmen 11 des Drehgestells 10 angebrachten Drehzapfen oder eine Drehzapfenaufnahme gebildet sein kann.
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An den beiden Achsen 20 und 30 sind jeweils zwei Räder 50 angebracht; zwischen den Rädern 50 einer jeden Achse befinden sich die Achslager 60, die die jeweilige Achse am Drehgestellrahmen 11 führen bzw. lagern.
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Die beiden Achsen 20 und 30 sind darüber hinaus mit Bremsen ausgestattet, die aus Gründen der Übersicht in der 1 nicht dargestellt sind. Bei den Bremsen handelt es sich vorzugsweise um Klotzbremsen oder Radscheibenbremsen. Je nach Ausführung des Drehgestells 10 können beide Achsen 20 und 30 jeweils mit Klotzbremsen oder jeweils mit Radscheibenbremsen ausgestattet sein; auch ist es möglich, eine der beiden Achsen mit einer Klotzbremse und die andere der beiden Achsen mit einer Radscheibenbremse auszustatten.
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Das Drehgestell 10 ist mit einem Traktionsmotor 100 ausgestattet, der eine der beiden Achsen, hier beispielsweise die erste Achse 20 antreibt. Die Stromversorgung des Traktionsmotors 100 erfolgt über eine Stromleitung 110, die den Traktionsmotor 100 mit einem Stromrichter 120 verbindet. Der Stromrichter 120 ist räumlich im Bereich der zweiten Achse 30 angeordnet und dient zur Erzeugung eines Traktionsstroms I, der über die Stromleitung 110 zum Traktionsmotor 100 gelangt.
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In Längsrichtung L des Drehgestells 10 gesehen unterteilt die Drehachse 40 das Drehgestell 10 in einen vorderen Abschnitt 200 und einen hinteren Abschnitt 210. Der Traktionsmotor 100 und der Stromrichter 120 sind in unterschiedlichen Abschnitten angeordnet: Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 befindet sich der Traktionsmotor 100 im vorderen Abschnitt 200 und der Stromrichter 120 im hinteren Abschnitt 210; alternativ kann die Zuordnung von Traktionsmotor 100 und Stromrichter 120 auch umgekehrt sein, sich also der Traktionsmotor 100 im hinteren Abschnitt 210 und der Stromrichter 120 im vorderen Abschnitt 200 befinden. Unabhängig davon, ob sich der Traktionsmotor 100 im vorderen Abschnitt 200 oder im hinteren Abschnitt 210 befindet, ist es vorteilhaft, wenn – wie in 1 gezeigt – sich der Traktionsmotor 100 und der Stromrichter 120 in unterschiedlichen Abschnitten befinden bzw. im Bereich verschiedener Achsen 20 bzw. 30 des Drehgestells angeordnet sind. Aufgrund der Anordnung des Traktionsmotors 100 in einem anderen Abschnitt als der Stromrichter 120 kann das Drehgestell 10 gemäß 1 auch als asymmetrisches Drehgestell bezeichnet werden.
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Die Stromleitung 110, die den Traktionsmotor 100 und den Stromrichter 120 verbindet, passiert aufgrund der Anordnung der beiden Komponenten in unterschiedlichen Abschnitten des Drehgestells 10 eine durch die Drehachse 40 definierte, virtuelle Trennlinie S zwischen den Abschnitten 200 und 210 des Drehgestells 10.
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Zur Aufnahme des Traktionsmotors 100 und des Stromrichters 120 weist das Drehgestell 10 zwei Aufnahmebereiche auf, die in der 1 mit den Bezugszeichen 101 und 121 bezeichnet sind.
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Die beiden Aufnahmebereiche 101 und 121 sind vorzugsweise derart bemessen und angeordnet, dass der Traktionsmotor 100 alternativ in dem Aufnahmebereich 121, also in der Nähe der zweiten Achse 30, und der Stromrichter 120 alternativ in dem Aufnahmebereich 101, also in der Nähe der ersten Achse 20, montiert werden könnte.
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Der Aufnahmebereich 101, in dem sich der Traktionsmotor 100 in der Nähe der ersten Achse 20 befindet, ist – bezogen auf die Drehachse 40 des Drehgestells 10 – besonders bevorzugt drehsymmetrisch zu demjenigen Aufnahmebereich 121 angeordnet, in dem sich der Stromrichter 120 im Bereich der zweiten Achse 30 befindet. Mit anderen Worten wird es als vorteilhaft angesehen, wenn in dem achsnahen Abschnitt, in dem sich der Traktionsmotor 100 bezogen auf die erste Achse 20 befindet, sich der Stromrichter 120 im Bereich der zweiten Achse 30 befindet.
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Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein außengelagertes Drehgestell 10. Das Drehgestell 10 umfasst eine erste Achse 20 sowie eine zweite Achse 30, die jeweils mit zwei Rädern 50 versehen sind. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 befinden sich die Achslager 60 zur Lagerung der jeweiligen Achse – bezogen auf die Räder 50 – außen.
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Auch das Drehgestell 10 gemäß 2 ist mit einem Traktionsmotor 100 ausgestattet, der über eine Stromleitung 110 mit einem Stromrichter 120 in Verbindung steht. Der Stromrichter 120 dient zur Erzeugung eines Traktionsstroms I, der über die Stromleitung 110 in den Traktionsmotor 100 eingespeist wird.
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Der Traktionsmotor 100 befindet sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 im vorderen Abschnitt 200 des Drehgestells 10. Der Stromrichter 120 ist im Bereich der zweiten Achse 30 und damit im Bereich des hinteren Abschnitts 210 des Drehgestells angeordnet. Die beiden Abschnitte 200 und 210 des Drehgestells werden durch die Drehachse 40 voneinander getrennt, die eine virtuelle Trennlinie S zwischen den Abschnitten 200 und 210 des Drehgestells 10 definiert.
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Zusammengefasst ist den beiden Drehgestellen 10 gemäß den 1 und 2 gemeinsam, dass jeweils eine der beiden Achsen, hier beispielsweise die erste Achse 20, mittels eines Traktionsmotors 100 angetrieben wird, wohingegen die andere (hier beispielsweise die zweite) Achse 30 motorlos bzw. antriebslos ist.
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Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 250 in Form eines dreiteiligen Gliederzugs.
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Das Schienenfahrzeug 250 weist drei Wagenkästen 300 auf, die sich jeweils mit einem anderen Wagenkasten ein gemeinsames Drehgestell teilen. Das mit drei Wagenkästen 300 ausgestattete Schienenfahrzeug 250 gemäß 3 kommt somit mit vier Drehgestellen aus, von denen beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 drei Drehgestelle 10 jeweils mit einem Traktionsmotor 100 und einem Stromrichter 120 ausgestattet sind.
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Die Traktionsmotoren 100 der Drehgestelle 10 befinden sich räumlich jeweils im Bereich einer der Achsen des jeweiligen Drehgestells 10, und die Stromrichter 120 der Drehgestelle 10 befinden sich jeweils im Bereich der anderen Achse des Drehgestells 10. Die Drehgestelle kann man somit hinsichtlich ihres Aufbaus, zumindest hinsichtlich der Anordnung von Stromrichter 120 und Traktionsmotor 100, als asymmetrisch bezeichnen.
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Eines der Drehgestelle, nämlich dasjenige, das in der 3 mit dem Bezugszeichen 400 gekennzeichnet ist, ist antriebslos bzw. motorlos.
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Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 10 in Form eines dreigliedrigen Gliederzugs, bei dem alle Drehgestelle 10, wie im Zusammenhang mit den 1 und 2 erläutert, jeweils asymmetrisch ausgeführt und mit einem Traktionsmotor 100 und einem Stromrichter 120 ausgestattet sind.
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Die 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 250 in Form eines viergliedrigen Gliederzugs. Jeder der Wagenkästen 300 des Schienenfahrzeugs 250 teilt sich jeweils mit einem anderen Wagenkasten zumindest ein gemeinsames Drehgestell 10.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 sind alle Drehgestelle 10 jeweils mit einem Traktionsmotor 100 und einem Stromrichter 120 ausgestattet. Bei den Drehgestellen 10 gemäß 5 kann es sich beispielsweise um Drehgestelle handeln, wie sie beispielhaft im Zusammenhang mit den 1 und 2 oben erläutert worden sind.
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Die 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 250 in Form eines dreiteiligen Einzelwagenzugs. Jeder der Wagenkästen 300 ist jeweils mit zwei eigenen Drehgestellen ausgestattet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 weisen alle Drehgestelle bis auf eines jeweils einen Traktionsmotor 100 und einen Stromrichter 120 auf, die in unterschiedlichen Abschnitten des jeweiligen Drehgestells angeordnet sind. Die Drehgestelle mit Traktionsmotor 100 und Stromrichter 120 sind in der 6 mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet.
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Darüber hinaus weist das Schienenfahrzeug 250 gemäß 6 ein motorloses Drehgestell auf, das mit dem Bezugszeichen 400 gekennzeichnet ist.
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Die 7 zeigt ein Schienenfahrzeug 250 in Form eines dreiteiligen Einzelwagenzugs, bei dem sich jeder Wagenkasten 300 auf zwei eigenen Drehgestellen abstützt. Alle Drehgestelle des Schienenfahrzeugs 250 gemäß 7 sind jeweils mit einem Traktionsmotor 100 und einem Stromrichter 120 ausgestattet, die in unterschiedlichen Abschnitten des jeweiligen Drehgestells 10 angeordnet sind. Die Drehgestelle 10 gemäß 7 können so ausgestaltet sein, wie dies beispielhaft im Zusammenhang mit den 1 und 2 oben erläutert worden ist.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
