DE19505495C1 - Schienen-Gliederfahrzeug mit einem zwei Fahrzeugteile tragenden trennbaren Laufwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienen-Gliederfahrzeug mit einem zwei Fahrzeugteile tragenden trennbaren Laufwerk mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Gegenüber unabhängigen Einzelachs-Laufwerken unter den benachbarten Fahrzeugenden haben sogenannte Jacobs-Drehgestelle, auf die sich beide Fahrzeugenden gemeinsam abstützen, den erheblichen Vorteil einer gut angenäherten radialen Einstellung ihrer Radsätze bei Bogendurchfahrt ohne besondere Lenkungsmaßnahmen. Dem steht normalerweise jedoch ein hoher Aufwand beim Trennen und separaten Verschieben der gemeinsam abgestützten Fahrzeugteile gegenüber.

Die Gattungsmerkmale sind bekannt aus DE-AS 10 96 399. Dort wird ein trennbares zweiachsiges Drehgestell mit Wiegenträgern und durch Primärfedern geführten Radsätzen beschrieben, dessen beide Rahmenhälften an den benachbarten Enden ihrer Langträger durch trennbare Gelenke verbunden sind. Die Gelenkachse liegt quer zur Fahrtrichtung und parallel zur Fahrwegebene. Die Gelenke können zum Ausgleich von Längsbewegungen in den Rahmenhälften gegen Federkraft verschiebbar geführt sein. Die Wagenkästen sind durch eine Mittelkupplung zur Übertragung von Zug-Druck-Kräften miteinander verbunden. Ihre federnde Abstützung auf dem Drehgestell befindet sich zwischen dem jeweiligen Radsatz und einer durch Pendel gebildeten Drehmomentstütze. Ein seitliches Ausknicken bzw. Scheren des Laufwerkrahmens ist nicht möglich.

Mit dieser Anordnung werden von den Wagenkästen beim Auftreten von Querkräften (Bogenein- und -durchlauf, Gleislagefehler) erhebliche Momente in die Rahmenhälften des Laufwerks eingeleitet, die bei der gegebenen Konstruktion zu hohen Radsatz-Querkräften und einem entsprechend hohen Verschleiß führen können.

In DE-AS 12 41 479 wird ein zweiachsiges Zwischenlaufwerk für Schienengliederzüge beschrieben, auf das sich zwei Wagenkästen bzw. Fahrzeugenden über Federn abstützen, ohne unmittelbar miteinander verbunden zu sein. Jede Hälfte des teilbaren Zwischenlaufwerks hat einen in sich geschlossenen Teilrahmen, in dem je ein Radsatz starr gelagert ist.

Die beiden Teilrahmen sind miteinander gelenkig über eine Drehzapfen-Drehpfannen-Verbindung mit horizontal in Fahrtrichtung verlaufender Drehachse gekuppelt, wobei zu beiden Seiten dieser Verbindung zwischen den Teilrahmen vorspannbare Druckstangen vorgesehen sind, die ein seitliches Ausknicken der schubsteifen Verbindung zu verhindern haben.

Eine neuere Konstruktion eines teilbaren Zwischenlaufwerks für Niederflur-Fahrzeuge ist aus WO 85/05602 bzw. EP 0 185 694 B1 bekannt. Die beiden Fahrgestellteile sind dort durch eine Zapfenverbindung längsverschiebbar, jedoch knicksteif aneinander abgestützt, während die zwischen den Wagenkästen auftretenden Knickwinkel und Längskräfte durch eine mehrgliedrige Lenkerkonstruktion aufgenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gliederfahrzeug der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Radsätze des trennbaren Fahrwerks bei Einwirkung von Querkräften unabhängig voneinander seitlich ausweichen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen dieses Gegenstands an.

Die lösbaren Verbindungselemente zwischen den beiden Rahmenteilen des Laufwerks werden so gestaltet, daß die Rahmenteile nebst den Radsätzen auch gegenläufig, jedoch mit stets parallel geführten Rollachsen, verschoben werden können. Zu diesem Zweck sind im Laufwerkrahmen beidseitig paarweise vertikal verlaufende Gelenkachsen vorzusehen, die ein parallelogrammartiges Scheren des Laufwerkrahmens aus seinem normalerweise rechteckigen Aufriß ermöglichen. Gegen vertikale Lasten ist der Rahmen jedoch im Gegensatz zum gattungsbildenden Stand der Technik knicksteif.

In einer konstruktiven Variante könnten anstelle von an ihren Enden gelenkig an den Rahmenteilen befestigten starren Lenkern auch elastische Verbindungselemente vorgesehen werden, die biegesteif gegen vertikale Lasten, jedoch biegeweich gegen von den Rädern in die Rahmenteile eingeleitete Querkräfte ausgelegt sind. Die erwähnten Gelenkachsen sind dann nicht mehr in separaten Bauteilen definiert, sondern werden integral von diesen z. B. aus Faserverbundstoffen hergestellten Verbindungselementen verkörpert.

Ein mit diesen konstruktiven Merkmalen ausgerüstetes Jacobs-Drehgestell führt die Radsätze, ggf. auch Einzelräder, zwar mit im wesentlichen gleichbleibenden Abständen und ohne rahmenseitige Winkeleinstellung, ermöglicht jedoch jedem Radsatz ein seitliches Ausweichen als Reaktion auf hohe Spurführungskräfte, ohne daß dabei der gesamte Laufwerkrahmen und der zweite Radsatz gewendet werden muß.

Weitere Vorteile des Gegenstandes der Erfindung gehen aus der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels und deren sich im folgenden anschließender eingehender Beschreibung hervor.

Es zeigen in vereinfachter Darstellung

Fig. 1 die Draufsicht auf ein zweiachsiges, trennbar unter einem Gelenkbereich eines mehrteiligen Schienenfahrzeugs angeordnetes Laufwerk,

Fig. 2 eine Seitenansicht desselben Laufwerks,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines der beiden Lenker, die die beiden Rahmenteile des Laufwerks verbinden,

Fig. 4 die gegenüber der Ansicht in Fig. 3 um 90° geklappte Draufsicht auf denselben Lenker und

Fig. 5 eine Ausführungsform für eine nach dem Trennen des Laufwerks zwischen einem Rahmenteil und dem zugehörigen Wagenkasten anzubringende Kippstütze.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist ein zweiachsiges, trennbares Laufwerk 1 im wesentlichen aus zwei symmetrischen Rahmenteilen 2 und 3 gebildet. Jeder Rahmenteil führt einen Radsatz 4 über Primärfedern 5. Die in Fig. 2 nur angedeuteten Fahrzeugteile F1 und F2 stützen sich an ihren benachbarten Enden über Sekundär-Luftfedern 6 oberhalb der Primärfederungen bzw. der Radsatzlager direkt auf Langträger 7 der Rahmenteile 2 bzw. 3 ab. Die nicht dargestellte anderseitige Abstützung der Fahrzeugteile F1 und F2 kann bei längeren Zügen durch gleichartige Laufwerke 1 oder durch Endlaufwerke gebildet werden.

Jeder Rahmenteil 2 bzw. 3 hat ferner mindestens einen Querträger 8, der sich parallel zur Rollachse der Radsätze 4 erstreckt und die zwischen den Radsätzen tief gekröpften Langträger 7 verbindet. Die Querträger tragen oder stützen insbesondere die Bremsausrüstung B bzw. deren Bremsanker. Ferner können daran nach Bedarf Querdämpfer 9 angelenkt werden. Die Radsätze haben nur kleine Laufkreisdurchmesser (ca. 540 mm), und die Bremsen sind als Radscheibenbremsen ausgeführt. Weil sich ferner die Sekundärfedern 6 weit außen direkt über den Radsatzlagern auf dem Laufwerk abstützen, kann in den Wagenkästen ein breiter, niederfluriger Durchgangsboden vorgesehen werden.

In anderen Ausführungsformen ist natürlich auch der Einsatz größerer Räder in dem hier beschriebenen trennbaren Laufwerk möglich.

An den zueinanderweisenden Enden der Langträger 7 sind als Verbindungselemente zwischen den Rahmenteilen auf beiden Seiten des Fahrwerks 1 zug- und drucksteife Lenker 10 vorgesehen.

Im Zentrum des Laufwerks 1, zwischen den beiden Lenkern 10 und den Querträgern 8, ist eine Aufnahmeeinrichtung 11 eingebaut. Diese bildet den fahrwerkseitigen Teil einer Kraftübertragung zwischen einem die Fahrzeugteile F1 und F2 des Gliederfahrzeugs verbindenden Kugelgelenk 12 und dem Laufwerk 1. Von der Unterseite des Kugelgelenks erstreckt sich ein hier nicht dargestellter Mitnehmer in den Fahrwerksraum hinein. Eine solche Anordnung ist für sich in der älteren Patentanmeldung, die zur DE 44 04 878 C1 geführt hat, beschrieben und wird hier als bekannt vorausgesetzt.

In der Längsrichtung des Laufwerks 1 ist die Aufnahmeeinrichtung 11 durch steife (Druck-)Federn 13 beidseitig gleitend abgestützt; die Federn 13 sind nur an den Querträgern, nicht jedoch an der Aufnahmeeinrichtung befestigt. Mit den Lenkern 10 ist die Aufnahmeeinrichtung 11 über Stangen 14 und zur Querfederung der Fahrzeugteile F1 und F2 dienende Federelemente 14F verbunden.

Wie aus den beiden Ansichten in Fig. 3 und 4 ersichtlich, können die zug- und drucksteifen Lenker 10 gegenüber den Rahmenteilen 2 bzw. 3 nur um vertikale Achsen 10A schwenken. Grundsätzlich könnte man an beiden Enden der Lenker 10 Scharniergelenke analog zu der Verbindung der Rahmenteile beim gattungsbildenden Stand der Technik vorsehen.

Bevorzugt wird jedoch die hier gezeigte Tandem-Anordnung zweier wartungs- und verschleißfreier Kugelgelenke 15, die als Standardteile erhältlich sind, an beiden Enden der Lenker 10. In der Draufsicht gemäß Fig. 4 liegen die beiden Kugelgelenke in axialer Flucht genau übereinander und bilden insgesamt vier parallele, senkrecht auf der Fahrwegebene stehende Drehachsen. Damit können die beiden Rahmenteile 2 und 3 zu sich selbst parallel gegeneinander verschoben bzw. entlang einer durch die Längen der Lenker 10 vorgegebenen Kurvenbahn geschwenkt werden. Die Radsätze 4 können daher dem Spurkanal des Gleises folgen, ohne den jeweils anderen Radsatz mitwenden zu müssen. Bezüglich der ständigen parallelen Ausrichtung der Rollachsen der Radsätze bzw. Räder 4 gilt nur die Einschränkung, daß geringfügige Abweichungen innerhalb der Federwege der Primärfedern 5 möglich sind.

In der vertikalen Ebene parallel zur Längsrichtung der Lenker bilden die Tandem-Anordnungen der Gelenke 15 hingegen biegesteife Verbindungen. In diesem Bereich sind im wesentlichen Biegemomente aufzunehmen, die von Brems- und/oder Antriebs-Reaktionskräften an den Querträgern 8 eingeleitet werden, sowie Torsionsmomente, die von den Radsätzen 4 beim Überfahren von Überhöhungsrampen und Gleislagefehlern in die Primärfedern 5 und in die Langträger 7 eingeleitet werden. Vom Kugelgelenk 12 her werden in vertikaler Richtung keine oder allenfalls vernachlässigbar geringe Kräfte in das Laufwerk eingeleitet; Momente aus den Tragkräften der Sekundärfedern sind relativ gering.

Die vorstehend schon erwähnte Variante einer integralen Verkörperung der Gelenkachsen im elastischen Material der Lenker bringt dieselben kinematischen und lauftechnischen Eigenschaften, jedoch entfallen separate Gelenkbauteile. Die Verbindungen zu den Rahmenteilen müssen auch dann wenigstens an einem Ende der Lenker mit wenig Aufwand lösbar sein, um die Fahrzeugtrennung durchführen zu können.

Bei Bedarf kann zwischen dem Laufwerkrahmen und den Fahrzeugteilen F1 und/oder F2 noch ein Schlingerdämpfer vorgesehen werden, der das Laufwerk an Drehschwingungen um die vom gelenkseitigen Mitnehmer gebildete Achse hindert.

Zum Trennen der Fahrzeugteile F1 und F2 ist zunächst das Kugelgelenk 12 selbst zu trennen. Die Sekundär-Luftfedern ermöglichen dabei das Einstellen von Höhenunterschieden zum vertikalen Trennen und späteren Wiederzusammensetzen des Kugelgelenks. Bei nicht steuerbaren Sekundärfedern (insbesondere also Schraubenfedern) müssen andere Hebezeuge verfügbar sein. Diese können aber nach dem erfolgten Trennen wieder entfernt werden, weil dann jeder Fahrzeugteil F1 bzw. F2 unabhängig auf seinem Laufwerk-Rahmenteil 2 bzw. 3 verschiebbar ist.

Der schon erwännte, gelenkseitige Mitnehmer bleibt mit seinem Gelenkteil an einem der beiden Fahrzeugteile. Die Verschraubungen der Lenker 10 sind daher jeweils an dem anderen Fahrzeugteil zu lösen, so daß neben den Lenkern auch die Aufnahmeeinrichtung 11 mit den Stangen 14 an dem Fahrzeugteil bleibt, der den Mitnehmer trägt.

Im Bereich der lösbaren Verbindung wird man auch konstruktiv Hilfsmittel zum Zusammenfügen vorsehen, z. B. Zentriermittel, die das lagerichtige Zusammenbringen der beidseitigen Verbindungselemente nach einem ungefähren Vorpositionieren bei Annäherung selbsttätig sicherstellen. Diese Einstellung kann auch durch die Stangen 14 erfolgen.

Man wird die Rahmenteile 2 und 3 nach dem Trennen gegen Kippen vor dem separaten Verfahren der Fahrzeugteile um die jeweilige Radsatz-Rollachse abstützen, obwohl im Ausführungsbeispiel aufgrund der Anordnung der Sekundärfedern direkt über den Radachsen an sich keine hohen Kippmomente auftreten sollten. Eine denkbare Bauform einer solchen Kippstütze ist in Fig. 5 schematisch angedeutet. Diese übernimmt für das getrennte Verschieben der Fahrzeuge die Funktion der Pendelstützen, die beim gattungsbildenden Stand der Technik das Einknicken des teilbaren Fahrwerkrahmens in der horizontalen Gelenkachse zu verhindern haben. Sie muß sowohl Zug- als auch Druckkräfte aufnehmen können.

Vorzugsweise wird man sie ebenfalls als Pendelstütze ausführen und sowohl am Fahrzeug-Untergestell als auch am Rahmenteil 2 und 3 bzw. am Querträger 8 gelenkig, z. B. in Gummilagern, anbringen. In der hier gezeigten Ausführungsform ist die Kippstütze als Gewindespindel 16 mit einerseits Rechts- und andererseits Links-Gewinde ausgeführt, die mittels eines Hebels 17 gedreht werden kann. Auch beim Ein- und Ausbau dieser Kippstütze können die Sekundärfedern 6 als Hebezeuge benutzt werden.

Denkbar wäre es auch, die Kippstütze schwenkbar am Querträger 8 oder an einem der Langträger 7 dauernd anzulenken und diese aus einer angeklappten, liegenden Ruhestellung nur bei Bedarf hochzuklappen und mit einer entsprechenden Gelenkaufnahme am Untergestell des betreffenden Fahrzeugteils zu verbinden.

Claims (8)

1. Schienen-Gliederfahrzeug mit einem zwei Fahrzeugteile tragenden trennbaren Laufwerk, das mindestens vier Räder und einen aus zwei Rahmenteilen gebildeten Rahmen aufweist, welche Rahmenteile miteinander gelenkig und durch zum getrennten Verschieben der Fahrzeugteile lösbare Verbindungselemente verbunden sind, wobei nach der Trennung an jedem Fahrzeugteil mindestens ein Rahmenteil und zwei Räder verbleiben, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Verbindungselemente (Lenker 10) die Rahmenteile (2 und 3) in Längsrichtung zug- und drucksteif, jedoch in einer zur Fahrwegebene parallelen Ebene gegeneinander beweglich verbinden, wobei die Rollachsen der Räder (Radsätze 4) in der Projektion auf die Fahrwegebene stets zueinander parallel geführt bleiben.

2. Gliederfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente als zug- und drucksteife Lenker (10) ausgeführt sind, die gegenüber den Rahmenteilen (2 und 3) um vertikal zur Fahrwegebene stehende Achsen schwenkbar gelagert sind.

3. Gliederfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente als zug- und drucksteife Lenker aus einem in einer zur Fahrwegebene parallelen Ebene in sich elastisch verformbaren Material bestehen.

4. Gliederfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (10) selbst und ihre Verbindungen zu den Rahmenteilen (2 und 3) biegesteif gegen Vertikalkräfte ausgeführt sind.

5. Gliederfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (10) zwischen den benachbarten Enden von Langträgern (7) der Rahmenteile (2 und 3) an wenigstens einer der beiden Seiten des Laufwerks lösbar angelenkt sind.

6. Gliederfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rahmenteil (2 bzw. 3) nach dem Trennen der Fahrzeugteile (F1 und F2) mittels einer Drehmomentstütze (16) gegen Kippen um die Rollachse seiner Räder (4) sicherbar ist.

7. Gliederfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugteile (F1 und F2) über ein lösbar befestigtes und/oder trennbares, horizontale und vertikale Kräfte übertragendes Gelenk, insbesondere ein Kugelgelenk (12), unmittelbar miteinander verbunden sind.

8. Gliederfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufnahmeeinrichtung (11) für einen vom Kugelgelenk (12) in den Fahrwerkbereich ragenden Mitnehmer vorgesehen ist, die zur Kraftübertragung in Fahrzeuglängsrichtung elastisch (Federn 13) an an den benachbarten Enden der beiden Rahmenteile (2 und 3) vorgesehenen Querträgern (8) abgestützt ist und beim Trennen der Rahmenteile an einem davon befestigt bleibt.