DE10208542A1

DE10208542A1 - Lane change chassis for rail vehicles (keyword: swing arm guide)

Info

Publication number: DE10208542A1
Application number: DE10208542A
Authority: DE
Inventors: Rolf Schraut; Artur Boehm; Frank Ebert; Karl-Heinz Elsner; Harald Gau; Norbert Moy
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-04
Also published as: DE50307401D1; EP1340664A1; ATE364003T1; EP1340664B1

Abstract

The variable gauge running gear for rail vehicles has four wheels (1) and elements for the positioning and locking of the track width. The wheels and an associated wheel hub drive (2) are installed in a swinging arm (3), whereby the swinging arms are connected to horizontal bearing axles (4) on a chassis frame and for track change are movable on them in the transverse direction. The range of travel of the swinging arms in the transverse direction is limited on both sides by fixed stop (5), with the swinging arms being lockable in their two end positions.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spurwechselfahrwerk für Schienenfahrzeuge mit vier Rädern und Elementen zum Positionieren und Verriegeln der Spurweite. The invention relates to a lane change chassis for rail vehicles with four Wheels and elements for positioning and locking the track width.

Bei spurweitenverstellbaren Fahrwerken nach dem bekannten Prinzip TALGO ist der herkömmliche Radsatz, bestehend aus zwei Radscheiben, die auf einer gemeinsamen Welle aufgepreßt sind, aufgeteilt in zwei Einzelräder mit separaten Radwellen, die beidseitig gelagert werden. Das Einzelrad, die Radwelle und die beidseitigen Radlagerungen einschließlich der Lagergehäuse bilden eine Radeinheit. Die Funktion der früheren Radsatzwelle übernimmt ein Rahmen, die sogenannte Achsbrücke, in der die beiden Radeinheiten gelagert sind und in der jeweiligen Spurweite zueinander positioniert werden. Die axiale Verriegelung der Radeinheiten erfolgt über Befestigungsaugen am Radlagergehäuse und in der Achsbrücke geführte Riegel, die beim Umspuren vertikal gezogen werden und die Radeinheiten zur axialen Verschiebung freigeben. Während des Umspurvorganges stützt sich das Fahrzeuggewicht über Gleitkufen an der Achsbrücke auf die Umspuranlage ab, so daß die Radeinheiten entlastet sind und mit geringem Kraftaufwand verschoben werden können. Die Breite des Riegels und des Befestigungsauges bestimmen den Verschiebeweg und damit die Spurweitenänderung. With track-adjustable undercarriages based on the well-known TALGO principle is the conventional wheel set, consisting of two wheel disks that are on are pressed onto a common shaft, divided into two individual wheels separate wheel shafts that are supported on both sides. The single wheel that Wheel shaft and the double-sided wheel bearings including the Bearing housings form a wheel unit. The function of the previous wheelset shaft takes over a frame, the so-called axle bridge, in which the two wheel units are stored and positioned to each other in the respective track gauge. The The wheel units are axially locked using fastening eyes on Wheel bearing housing and bolts guided in the axle bridge, which are used for re-gauging are pulled vertically and the wheel units for axial displacement release. The vehicle weight is supported during the re-gauging process Skids on the axle bridge onto the gauge system, so that the Wheel units are relieved and can be moved with little effort can. The width of the bolt and the fastening eye determine the Displacement and thus the change in track width.

Bei Fahrwerken mit Radeinheiten nach dem TALGO-Prinzip ist der Abstand zwischen der innenliegenden Radlagerung und der außenliegenden Radlagerung von der Differenz der Spurweiten abhängig, die das Fahrwerk befahren soll. Größere Spurweitenunterschiede, z. B. von 1000 mm auf 1435 mm führen zu großen Lagerabständen und entsprechend langen Radwellen. Solche langen Radwellen können nachteilig die Fahrzeugumgrenzungen verletzen, den verfügbaren Bauraum einschränken und möglicherweise auch Festigkeitsprobleme bereiten. For undercarriages with wheel units based on the TALGO principle, the distance is between the inside wheel bearing and the outside Wheel bearing depends on the difference in the track gauges that drive on the chassis should. Larger track gauge differences, e.g. B. from 1000 mm to 1435 mm lead to large bearing distances and correspondingly long wheel shafts. Such long wheel shafts can adversely violate vehicle boundaries, limit the available space and possibly also Cause strength problems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auch für größere Spurweitenunterschiede geeignetes Fahrwerk zu schaffen, dessen Räder auf einfache Weise angetrieben und geführt sind. Außerdem sollen bei diesem Fahrwerk so weit wie möglich erprobte Baugruppen - wie Fahrwerkrahmen, Primärfederung, Sekundärfederung und, entsprechend den Anforderungen des Fahrzeugkastens, ein Wiegenträger mit Drehverbindung - realisierbar sein. The invention has for its object, even for larger Track gauge differences to create suitable undercarriage, the wheels of which are simple Way driven and guided. In addition, with this chassis as far as possible tested assemblies - such as chassis frames, Primary suspension, secondary suspension and, according to the requirements of Vehicle body, a cradle with slewing ring - be realizable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Räder und ein zugehöriger Radnabenantrieb jeweils in einer Schwinge angeordnet sind, wobei die Schwingen an einem Fahrwerkrahmen an horizontalen Lagerachsen angelenkt und für den Spurwechsel auf diesen Lagerachsen in Querrichtung verschiebbar sind. This object is achieved in that the wheels and a associated wheel hub drive are each arranged in a rocker, the wings on a chassis frame on horizontal bearing axles articulated and for the lane change on these bearing axles in the transverse direction are movable.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims specified.

Im weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, das in der Zeichnung prinzipartig dargestellt ist. Es zeigen The invention will be further elucidated on the basis of an exemplary embodiment described, which is shown in principle in the drawing. Show it

Fig. 1 ein Spurwechselfahrwerk in Seitenansicht, Fig. 1 is a changeable-gauge bogie in side view,

Fig. 2 die Draufsicht zu Fig. 1, mit zwei unterschiedlichen Spurweiten. Fig. 2 shows the top view of Fig. 1, with two different track gauges.

Der H-förmig ausgebildete und beispielsweise aus geschweißten Kastenprofilen zusammengesetzte Rahmen 7 des Fahrwerks hat Längsträger 7.1 und einen Querträger 7.2. Am Querträger 7.2 befinden sich horizontale Lagerachsen 4 für Schwingen 3, die über Gleitlager an den Lagerachsen 4 gehalten sind. Die Schwingen 3 nehmen jeweils ein Rad 1 und einen zugehörigen Radnabenantrieb 2 auf. Jeder Radnabenantrieb 2 besteht aus einem Radnabenmotor und einem integrierten Planetengetriebe. The H-shaped frame 7 of the chassis, which is composed, for example, of welded box profiles, has longitudinal members 7.1 and a cross member 7.2 . On the cross member 7.2 there are horizontal bearing axles 4 for rockers 3 which are held on the bearing axles 4 by means of plain bearings. The rockers 3 each hold a wheel 1 and an associated wheel hub drive 2 . Each wheel hub drive 2 consists of a wheel hub motor and an integrated planetary gear.

Zwischen den Schwingen 3 und den Längsträgern 7.1 des Fahrwerkrahmens 7 sind Primärfedern 9 angeordnet, z. B. Gummi-Metall-Federn. Die Primärfedern 9 übertragen die vertikalen Lasten zwischen den Schwingen 3 und dem Fahrwerkrahmen 7. Die Führung der Schwingen 3 in Längs- und Querrichtung erfolgt über die Lagerachsen 4. Der in Fig. 1 angedeutete Fahrzeugkasten 8 wird über Sekundärfedern 11 abgestützt, die zwischen dem Querträger 7.2 des Fahrwerkrahmens 7 und einem Wiegenträger 10 angeordnet sind. Als Sekundärfedern 11 eignen sich insbesondere hydropneumatische Federn; eine Verwendung von Stahlfedern ist ebenfalls möglich. Between the wings 3 and the longitudinal beams 7.1 of the chassis frame 7 primary springs 9 are arranged, for. B. rubber-metal springs. The primary springs 9 transmit the vertical loads between the rockers 3 and the chassis frame 7 . The wings 3 are guided in the longitudinal and transverse directions via the bearing axles 4 . The vehicle body 8 indicated in FIG. 1 is supported by secondary springs 11 , which are arranged between the cross member 7.2 of the chassis frame 7 and a cradle 10 . Hydropneumatic springs are particularly suitable as secondary springs 11 ; the use of steel springs is also possible.

Für das Fahrwerk sind Scheibenbremsen mit hydraulischer Bremszangeneinheit 6.1 vorgesehen. Die Bremsscheibe 6.2 ist direkt am Radnabenantrieb 2 angeflanscht. Die Bremszangeneinheit 6.1 ist an der Schwinge 3 angebracht, so daß keine Relativbewegungen zwischen Bremszangeneinheit 6.1 und Bremsscheibe 6.2 auftreten. Die Schwingen 3 können außerdem jeweils eine Magnetschienenbremse tragen. Disc brakes with hydraulic brake caliper unit 6.1 are provided for the chassis. The brake disc 6.2 is flanged directly to the wheel hub drive 2 . The brake caliper unit 6.1 is attached to the rocker 3 , so that no relative movements between the brake caliper unit 6.1 and the brake disk 6.2 occur. The rockers 3 can also each carry a magnetic rail brake.

Bei dem Fahrwerk nach der Erfindung wird der Spurwechsel durch Querverschieben der Schwingen 3 auf den horizontalen Lagerachsen 4 realisiert, wobei die Querverschiebung der Schwingen 3 auf beiden Seiten durch je einen Festanschlag 5 begrenzt ist. Die Schwingen 3 werden in den beiden Endpositionen verriegelt. Bei einer Änderung der Spurweite von z. B. 1435 mm auf 1000 mm beträgt der Verschiebeweg jeder Schwinge 3 in Querrichtung 217,5 mm. Die Längsträger 7.1 des Fahrwerkrahmens 7 sind derart breit ausgeführt, daß sie die Primärfedern 9 in beiden Endlagen der Schwingen 3 um 217,5 mm versetzt aufnehmen können. In the undercarriage according to the invention, the lane change is realized by shifting the rocker arms 3 on the horizontal bearing axles 4 , the transverse shifting of the rocker arms 3 being limited on both sides by a fixed stop 5 . The rockers 3 are locked in the two end positions. When changing the gauge of z. B. 1435 mm to 1000 mm, the displacement of each rocker 3 in the transverse direction is 217.5 mm. The longitudinal members 7.1 of the chassis frame 7 are so wide that they can accommodate the primary springs 9 offset in both end positions of the rocker 3 by 217.5 mm.

Bei der vorgenannten Spurweite von 1435 mm befinden sich die Schwingen 3 in der äußeren Endstellung und sind verriegelt. Beim Einfahren in eine ortsfeste Umspuranlage wird das Fahrwerk nach und nach abgesenkt, bis Gleitkufen am Fahrwerkrahmen 7 Kontakt zu den der Umspuranlage zugehörigen Schienen für Führung und Zentrierung haben. Die Schwingen 3 senken sich gegenüber dem Fahrwerkrahmen 7 weiter ab, bis sie mit einem Ausschwinganschlag an Gleitflächen des Fahrwerkrahmens 7 aufliegen. Die auf den Schwingen 3 befestigten Primärfedern 9 sind in diesem Zustand frei, entlastet und aus ihrer Führung im Fahrwerkrahmen 7 abgehoben. At the aforementioned track width of 1435 mm, the rockers 3 are in the outer end position and are locked. When entering a stationary gauge system, the undercarriage is gradually lowered until skids on the chassis frame 7 have contact with the rails for guiding and centering associated with the gauge system. The jacks 3 are lowered relative to the chassis frame 7 continues to decrease until they rest with a Ausschwinganschlag to sliding surfaces of the chassis frame. 7 The primary springs 9 attached to the rockers 3 are free in this state, relieved and lifted from their guidance in the chassis frame 7 .

Die Schwingen 3 werden dann durch eine mechanische Betätigung über Führungsschienen in der Umspuranlage und einen Hebelmechanismus in der Mitte des Fahrwerks entriegelt. Anschließend werden die Schwingen 3 durch einen Radlenker bis zum inneren Anschlag verschoben. In dieser Stellung werden die Schwingen 3 durch Betätigung des Hebelmechanismus über die Führungsschiene bei einer Spurweite von 1000 mm verriegelt. The rockers 3 are then unlocked by mechanical actuation via guide rails in the gauge system and a lever mechanism in the middle of the undercarriage. Then the rockers 3 are moved by a wheel handlebar to the inner stop. In this position, the rockers 3 are locked by actuating the lever mechanism over the guide rail at a track width of 1000 mm.

Beim Ausfahren aus der Umspuranlage kommen die Räder 1 wieder in Kontakt mit den von unten ansteigenden Schienen, und die Schwingen 3 heben von den Gleitflächen des Fahrwerkrahmens 7 ab, werden nach oben gegen den Fahrwerkrahmen 7 gedrückt und tragen dann wieder die Fahrzeugmasse. Bei diesem Vorgang werden die Primärfedern 9 wieder in ihre jeweilige Führung im Fahrwerkrahmen 7 eingedrückt. Die Gleitschuhe heben von den Schienen für Führung und Zentrierung ab. Der Umspurvorgang ist abgeschlossen. Der Umspurvorgang von 1000 mm auf 1435 mm läuft in umgekehrter Reihenfolge ab. Liste der Bezugszeichen 1 Rad
2 Radnabenantrieb (Radnabenmotor und Planetengetriebe)
3 Schwinge
4 horizontale Lagerachse
5 Festanschlag
6.1 Bremszangeneinheit
6.2 Bremsscheibe
7 Fahrwerkrahmen
7.1 Längsträger des Fahrwerkrahmens
7.2 Querträger des Fahrwerkrahmens
8 Fahrzeugkasten
9 Primärfeder
10 Wiegenträger
11 Sekundärfeder
When leaving the gauge system, the wheels 1 come into contact again with the rails rising from below, and the rockers 3 lift off the sliding surfaces of the undercarriage frame 7 , are pressed upwards against the undercarriage frame 7 and then carry the vehicle mass again. During this process, the primary springs 9 are pressed back into their respective guides in the chassis frame 7 . The sliding blocks lift off the rails for guiding and centering. The rerouting process is complete. The gauging process from 1000 mm to 1435 mm takes place in reverse order. List of reference numerals 1 wheel
2 wheel hub drive (wheel hub motor and planetary gear)
3 swingarm
4 horizontal bearing axis
5 fixed stop
6.1 Brake caliper unit
6.2 Brake disc
7 chassis frame
7.1 Longitudinal frame of the chassis frame
7.2 Cross member of the undercarriage frame
8 vehicle body
9 primary spring
10 cradle carriers
11 secondary spring

Claims

1. lane change chassis for rail vehicles with four wheels ( 1 ) and elements for positioning and locking the track width, characterized in that the wheels ( 1 ) and an associated wheel hub drive ( 2 ) are each arranged in a rocker ( 3 ), the rockers ( 3 ) articulated on a chassis frame on horizontal bearing axles ( 4 ) and can be displaced in the transverse direction for changing lanes on these bearing axles ( 4 ).

2. Driven lane change undercarriage according to claim 1, characterized in that the displacement path of the rockers ( 3 ) in the transverse direction on both sides is limited by a fixed stop ( 5 ), the rockers ( 3 ) being locked in their two end positions.

3. A driven lane change undercarriage according to claim 1 or 2, characterized in that the undercarriage has disc brakes with hydraulic brake caliper units ( 6.1 ), each of which is attached to a rocker ( 3 ), a brake disc ( 6.2 ) being flanged to each wheel hub drive ( 2 ) ,

4. Driven lane change undercarriage according to one of claims 1 to 3, characterized in that in each case a magnetic rail brake is suspended on the rockers ( 3 ).

5. Driven lane change undercarriage according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the longitudinal beams ( 7.1 ) of the chassis frame ( 7 ) and the rockers ( 3 ) primary springs ( 9 ) are arranged.

6. Driven lane change undercarriage according to one of claims 1 to 5, characterized in that between a cross member ( 7.2 ) of the chassis frame ( 7 ) and a vehicle body ( 8 ) or a cradle carrier ( 10 ) secondary springs ( 11 ) are arranged.