DE19507021C2 - Chassis for railway vehicles - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrwerk für Eisenbahn fahrzeuge, insbesondere Vollbahnfahrzeuge, mit zwei Radsät zen, die über diagonal verlaufende, sich kreuzende Koppel stangen aneinander angelenkt und in einem Fahrwerksrahmen geführt sind, der zum Tragen eines Wagenkastenendes eines Eisenbahnfahrzeugs vorgesehen ist.The invention relates to a chassis for railroad vehicles, in particular full-track vehicles, with two wheel sets zen, the diagonally running, intersecting paddock rods hinged together and in a chassis frame are performed, one for carrying a car body end Railway vehicle is provided.
Es sind Jakobs- oder Endfahrwerke bekannt, deren Radsätze innerhalb eines Drehgestellrahmens quer- und/oder längsver schieblich gelagert sind.Jakobs- or final bogies are known, their wheelsets transversely and / or longitudinally within a bogie frame are slidably mounted.
Beim Abrollen der Räder entsteht durch den auftretenden Quer- und Längsschlupf, vor allem bei Bogenfahrt, Ver schleiß, dieser soll minimiert werden. Bei bekannten Drehge stellen trägt der Wiegenträger das Drehlager (Drehkranz oder Drehpfanne). Die Gewichtskräfte werden wagenkastenseitig über einen Querträger zum Drehlager und von dort aus über den Wiegenträger zu den Sekundärfedern übertragen. Der Dreh gestellrahmen verbindet beide Radsätze und trägt in seiner Mitte den Wagenkasten. Der Drehgestellrahmen ist mit Biege momenten belastet und muß deswegen groß dimensioniert werden und weist somit ein hohes Gewicht auf. Das hohe Gewicht soll verkleinert werden. Der Bauaufwand für zwei Querträger im Wagenkasten und im Drehgestell ist groß. Die biegemomentbe lasteten Querträger sind platzraubend. Die bekannte Anord nung erlaubt nur mit großem Aufwand die Zug- und Brems kraftübertragung des Drehgestells auf den Wagen in Form ei ner Tiefanlenkung, die zu geringen Radentlastungen und somit zu gutem Traktionsverhalten führt. When the wheels roll off occurs due to the Cross and longitudinal slip, especially when traveling through bends, ver wear, this should be minimized. With known Drehge the cradle carries the pivot bearing (slewing ring or Rotary pan). The weight forces are on the car body side via a cross member to the pivot bearing and from there via transfer the cradle to the secondary springs. The twist frame connects both wheelsets and carries in his In the middle the car body. The bogie frame is with bend moments and therefore has to be large and is therefore very heavy. The high weight should be made smaller. The construction work for two cross members in Car body and in the bogie is big. The bending moment Loaded cross members are bulky. The well-known arrangement voltage allows the pulling and braking only with great effort Power transmission from the bogie to the car in the form of an egg ner deep linkage, which means too little wheel relief leads to good traction behavior.
Bekannte Einzelradfahrzeuge verwenden den Knickwinkel zweier benachbarter Wagenkästen zur Radialsteuerung der Radsätze. Der Knickwinkel wird dabei durch eine Stangenanordnung di rekt abgenommen und durch eine Übersetzung zum Ansteuern der Radsätze benutzt. Diese Anordnung ist aufwendig, führt zu Reaktionskräften und führt zu Fehlsteuerungen, wenn der Gleisbogenradius nicht konstant ist. Bekannte Einzel radsatzausführungen besitzen an den Wagenkastengelenken nur einen Einzelradsatz. Dies erhöht die statische Radlast für den Einzelradsatz.Known single wheel vehicles use the articulation angle of two Adjacent car bodies for radial control of the wheel sets. The kink angle is di by a bar arrangement removed directly and through a translation to control the Wheelsets used. This arrangement is complex, leads to Reaction forces and leads to incorrect control if the Track radius is not constant. Known individual Wheelset designs only have on the body joints a single wheel set. This increases the static wheel load for the single wheel set.
Aus der DE 37 18 254 C2 ist ein Wagenkasten mit zwei Fahr werken bekannt, die in zwei Fahrwerksrahmen geführt sind, die ihrerseits durch zwei diagonal angeordnete Koppelstangen miteinander gekoppelt sind. In der US 40 67 262 ist ein Fahrwerk mit zwei Radsätzen beschrieben, die ebenfalls durch diagonal verlaufende, sich kreuzende Koppelstangen miteinan der verbunden sind und die in einem einzigen gemeinsamen Fahrwerksrahmen gelagert sind. Dieses vorbekannte Fahrwerk wird unter einem Wagenkastenende eines Eisenbahnfahrzeuges angeordnet, wobei die Gewichtskraft aus dem Wagenkasten zwi schen den beiden Radsätzen in den Fahrwerksrahmen eingelei tet wird. Durch die Koppelstangen wird die Radialsteuerung der Radsätze in den Fahrwerken eines Eisenbahnfahrzeuges je weils aneinandergekoppelt und so die Spurführung bei einer Kurvenfahrt verbessert. Diese Technik ist als Scheffelprin zip bekannt und erfolgreich angewendet worden (K. Riessber ger in Glasers Annalen Nr. 6/1992 S. 172). Es hat sich al lerdings herausgestellt, daß die Reaktionskräfte und der Verschleiß immer noch relativ groß sind, und daß das Gewicht des Fahrwerks aufgrund des Biegemomente übertragenden durch gehenden ungeteilten Rahmens relativ groß ist. From DE 37 18 254 C2 is a car body with two driving known works that are guided in two chassis frames, which in turn by two diagonally arranged coupling rods are coupled together. In US 40 67 262 is a Chassis with two sets of wheels described, also by diagonally running, intersecting coupling rods who are connected and who are in a single common Chassis frames are stored. This well-known chassis is under a car body end of a railway vehicle arranged, the weight from the car body between between the two wheel sets in the chassis frame is tested. The radial control is through the coupling rods of the wheel sets in the undercarriages of a railway vehicle because coupled to each other and so the guidance at one Improved cornering. This technique is called a bushel prince zip has been known and successfully applied (K. Riessber ger in Glasers Annalen No. 6/1992 p. 172). It has al lerdings pointed out that the reaction forces and the Wear is still relatively large, and that the weight of the undercarriage due to the bending moment going undivided frame is relatively large.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Fahrwerk so zu verbessern, daß es eine verbesserte Spurführung zeigt, einen geringeren Verschleiß sowie geringere Reaktionskräfte bewirkt und leichter ist als bisherige Konstruktionen.The present invention is therefore based on the object to improve a generic chassis so that it is a improved tracking shows less wear as well as lower reaction forces and is lighter than previous constructions.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Fahrwerk der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zur Ausbildung von Einzelradsatzfahrwerken jeder Radsatz in einem separaten Einzelradsatzfahrwerksrahmen geführt ist, und daß die Ein zelradsatzfahrwerke jeweils zum Tragen benachbarter Wagenka stenenden zweier aufeinanderfolgender Eisenbahnfahrzeuge vorgesehen und zur Verbindung der beiden Wagenkastenenden mittels der Koppelstangen aneinander angelenkt sind.According to the invention, this task is performed on a chassis initially mentioned type solved in that for training of single wheel set bogies each wheel set in a separate one Independent wheelset undercarriage is guided, and that the one zelradsatzfahrwerke each for carrying adjacent Wagenka two consecutive railway vehicles provided and for connecting the two ends of the body are articulated to one another by means of the coupling rods.
Erfindungsgemäß kann ein solches Fahrwerk auch als Endfahr werk zum Tragen eines einzigen Wagenkastenendes verwendet werden. Die Radsätze sind mittels einer Primärfederung so in dem Einzelrahmen gelagert, daß nur geringe Quer- und Längs spiele möglich sind. Der gegenüber dem Wagenkasten drehbare Einzelrahmen stützt über Sekundärfedern in der Nähe der Wa genkastenlangträger den Wagenkasten. Zwischen dem Wagenka sten und dem Einzelrahmen befinden sich keine Drehelemente. Die Ausdrehbewegung des Einzelradsatzfahrwerks gegenüber dem Wagenkasten wird allein durch die Querfederung der Sekundär feder realisiert. Die Sekundärfedern sind über den Radsatz lagern angeordnet, so daß der Einzelradsatzfahrwerksrahmen keine Biegemomente aus der Gewichtskraft aufnehmen muß.According to the invention, such a chassis can also be used as a final drive used to carry a single body end become. The wheelsets are in with a primary suspension the single frame stored that only slight transverse and longitudinal games are possible. The one that rotates in relation to the car body Single frame supports via secondary springs near the Wa the long side of the car body. Between the Wagenka Most and the single frame there are no rotating elements. The turning movement of the single wheel set chassis relative to the The body is made secondary solely by the transverse suspension spring realized. The secondary springs are over the wheelset store arranged so that the independent wheelset frame does not have to absorb bending moments from the weight.
Die Ausdrehbewegung des Einzelradsatzfahrwerks darf zu kei nen Zusatzrückstellkräften führen, wie sie durch eine Höhen lageänderung des Einzelrahmens gegenüber dem Wagenkasten auftreten würden. Durch das Antriebs- und Bremsmoment wird ein Reaktionsmoment erzeugt, das durch eine Drehmomenten stütze aufgefangen werden muß. Der Einzelradsatzfahrwerks rahmen ist deswegen als Schwinge über in den beiden vertika len Ebenen schräg verlaufenden Zug-Druckstangen und einzel rahmenseitigen Umlenkhebeln so am Wagenkasten gelagert, daß sich bei einer Ausdrehbewegung des Einzelradsatzes keine Hö henlageänderungen ergeben und somit keine schädlichen Zu satzkräfte auftreten, die über das aus der Quersteifheit der Sekundärfedern resultierende Rückstellmoment hinausgehende Rückstellmomente oder Ausdrehmomente erzeugen, die zu einer Verstärkung der Auslenkung führen würden.The unscrewing movement of the single wheel set undercarriage may not be allowed lead additional restoring forces, as they through a height change of position of the single frame in relation to the car body would occur. Due to the drive and braking torque a reaction moment generated by a torque Support must be caught. The single wheel set undercarriage frame is therefore a swing arm over in the two verticals len levels of inclined pull-push rods and single frame-side deflection levers so mounted on the car body that there is no height when the single wheel set is unscrewed changes in position and therefore no harmful effects forces occur, which result from the transverse stiffness of the Secondary springs resulting restoring torque beyond Generate restoring torques or removal torques that lead to a Would increase the deflection.
Nach dem Scheffelprinzip müssen die Drehbewegungen zweier Radsätze eines Einzelradsatzdoppelfahrwerkes miteinander ge koppelt werden. Dazu werden die Einzelrahmen über sich kreu zende Zug-Druckstangen jeweils so diagonal miteinander ver bunden, daß sich die Ausdrehbewegungen eines Radsatzes auf den anderen übertragen.According to the bushel principle, the rotary movements must be two Ge wheelsets of a single wheelset double undercarriage together be coupled. For this purpose, the individual frames are crossed over each other push-pull rods each diagonally bound that the turning movements of a wheelset transfer the other.
Dies geschieht bei Bogenfahrt dadurch, daß sich der Anlenk punkt der Zug-Druckstangen des vorlaufenden Einzelradsatz fahrwerks bogeninnenseitig nach hinten und zur Fahrzeug längsachse hin bewegt, bogenaußenseitig nach vorne und von der Fahrzeuglängsachse weg bewegt und diese Bewegung so auf das nachlaufende Einzelradsatzfahrwerk übertragen wird, daß sich das Einzelradsatzfahrwerk bogeninnenseitig relativ zur Fahrtrichtung nach vorne und bogenaußenseitig nach hinten bewegt. Da die Radsätze nur geringes Spiel gegenüber dem Einzelradsatzfahrwerksrahmen aufweisen, bewegen sie sich ebenso wie der dazugehörige Einzelradsatzfahrwerksrahmen. Die Radsatzmittellinien stellen sich dabei so ein, daß die Mittellinien zweier benachbarter Einzelradsatzfahrwerke, al so die Mittellinie des durch die Kopplung der beiden Einzel radsatzfahrwerke entstehenden Einzelradsatzdoppelfahrwerks, die Winkelhalbierende des Winkels ist, den die Rad satzmittellinien bilden (Scheffelprinzip).This happens when traveling through the bow that the articulation point of the push-push rods of the leading single wheel set chassis inside the bow to the rear and to the vehicle moved along the longitudinal axis, on the outside of the sheet forward and from the vehicle's longitudinal axis moves away and this movement the trailing independent wheelset chassis is transmitted that the single wheel set undercarriage relative to the inside Direction of travel to the front and outside of the arch to the rear emotional. Because the wheelsets have little play compared to that Have independent wheelset chassis, they move as well as the associated independent wheelset chassis. The center lines of the wheelset adjust themselves so that the Center lines of two adjacent single-wheel bogies, al so the center line of the by coupling the two single single wheelset double wheels, is the bisector of the angle that the wheel Form center lines (bushel principle).
Damit kann eine nahezu radiale Einstellung der Radsätze er reicht werden. Durch eine Lenkbewegung der Radsätze und de ren gegenseitige Stabilisierung ist es möglich, die Radsätze auch bei höheren Geschwindigkeiten sicher zu führen und den Querschlupf bei Bogenfahrten deutlich zu verringern. Die Verringerung des Querschlupfes führt zu deutlich geringerem Verschleiß, als dies bei bekannten Konstruktionen möglich war.This allows an almost radial adjustment of the wheel sets be enough. By a steering movement of the wheel sets and de mutual stabilization, it is possible to use the wheelsets to lead safely even at higher speeds and Significantly reduce cross-slip when traveling through bends. The Reduction of transverse slip leads to significantly less Wear than is possible with known constructions was.
Die Einzelradsatzrahmen tragen oberhalb der Radsatzlager die Sekundärfeder, die den Wagenkasten in der Ebene der Seiten wand abstützen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann ein Wagenkastenquerträger entfallen, und der Einzelrad satzrahmen wird nicht mit einem Biegemoment aus der Ge wichtskraft des Wagens belastet, da die Übertragung der Ge wichtskraft durch einen Längsträger im Fahrwerk entfällt. Durch diese Tatsache wird das Gewicht des Fahrwerks ernied rigt.The independent wheelset frames carry the above the wheelset bearings Secondary spring that the car body in the plane of the sides support the wall. The arrangement according to the invention can a body cross member omitted, and the single wheel frame is not with a bending moment from the Ge weight of the car because the transmission of Ge there is no weight due to a side member in the chassis. This fact lowers the weight of the undercarriage rigt.
Auf eine Drehverbindung in Wagenmitte wird verzichtet. Statt dessen wird eine Zug-Druckstangenkinematik verwendet, die die Ausdrehbewegung des Einzelradsatzfahrwerkes gegenüber dem Wagenkasten ermöglicht und die Zug- und Bremskräfte überträgt. Jeweils außen auf der Radsatzlagermittellinie werden auf jeder Seite eine schräg verlaufende Zug-Druck stange angelenkt. Die Zug-Druckstangen sind wagenkastensei tig auf jeder Seite in einem Umlenkwinkelhebel gelagert. Die freien Enden der Umlenkhebel werden durch eine Koppelstange gelenkig miteinander verbunden. Das Ausdrehen des Radsatzes führt auf der Bogeninnenseite beim nachlaufenden Fahrwerk zu einer Verlagerung des Zug-Druckstangenanlenkpunktes nach vorne und auf der Bogenaußenseite nach hinten. Diese Bewe gungen werden durch den Winkelhebel in eine Drehbewegung um gesetzt und mit der Koppelstange auf den anderen Winkelhebel übertragen. Dieser führt eine winkelgleiche entgegengesetzte Bewegung aus, so daß über die Zug-Druckstange der bogenau ßenseitige Anlenkpunkt sich um dieselbe Wegstrecke nach hin ten bewegt wie der bogeninnenseitige nach vorne. Damit ist eine Drehbewegung des Fahrwerks um die Radsatzmittellinie erreicht. Beim vorlaufenden Fahrwerk verlaufen die Vorgänge analog. Hier bewegt sich der bogeninnenseitige Anlenkpunkt der Zug-Druckstangen nach hinten und der bogenaußenseitige Anlenkpunkt nach vorne.There is no slewing ring in the middle of the car. Instead of of which a train-push rod kinematics is used, which opposite the turning movement of the single wheel set undercarriage allows the car body and the traction and braking forces transmits. In each case on the outside of the axlebox bearing center line there will be an oblique train pressure on each side rod articulated. The pull-push rods are wagon body tig stored on each side in a bell crank. The free ends of the bellcranks are connected by a coupling rod articulated together. The turning out of the wheelset leads to the inside of the curve at the trailing undercarriage after a shift of the push-push rod pivot point in the front and on the outside of the arch to the rear. This move conditions are converted into a rotary movement by the angle lever set and with the coupling rod on the other angle lever transfer. This leads an opposite angle Movement off, so that over the pull-push rod of the bow The articulation point on the outside is the same distance towards ten moves forward like the inside of the bow. So that is a rotating movement of the undercarriage around the center line of the wheelset reached. The processes proceed with the running gear analogous. The articulation point on the inside of the arch moves here the push-push rods to the rear and the outside of the bow Articulation point to the front.
Durch die Stellung der Endradsätze zweier benachbarter Wagen im Bogen stehen diese zueinander bereits so, daß die Radsatzmittellinien der Endradsätze einen Winkel bilden, dessen Winkelhalbierende durch den Bogenmittelpunkt geht. Der nachlaufende Radsatz steht dabei üblicherweise so, daß er eine unterradiale, der vorlaufende Radsatz so, daß er ei ne überradiale Stellung einnimmt. Erfindungsgemäß werden beide Stellungen über die diagonalen Koppelstangen der Scheffelanlenkung so ausgeglichen, daß sich eine radiale Stellung beider Radsätze im Gleis ergibt.By the position of the end wheel sets of two neighboring cars these are already in an arc so that the Axles of the wheelset form an angle, whose bisector goes through the center of the arc. The trailing wheelset is usually so that he a lower radial, the leading wheelset so that he egg ne over-radial position. According to the invention both positions over the diagonal coupling rods of the Bushel articulation so balanced that there is a radial Position of both wheelsets in the track results.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von ein Ausführungs beispiel darstellenden Zeichnungen erläutert.The invention is based on an embodiment illustrative drawings explained.
Es zeigen in schematischer Darstellung:In a schematic representation:
Fig. 1 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Einzel radsatzdoppelfahrwerk; Fig. 1 is a plan view of the single wheelset double undercarriage according to the invention;
Fig. 2 eine Ansicht A auf den Gegenstand Fig. 1; Fig. 2 is a view A of the subject of Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht C auf den Gegenstand Fig. 1. Fig. 3 is a view on the object C to FIG. 1.
Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Einzelradsatzdoppel fahrwerk ist als Fahrwerk für Vollbahnschienenfahrzeuge be stimmt.The single wheel set double chassis shown in FIGS. 1 to 3 is be true as a chassis for full rail vehicles.
Zum grundsätzlichen Aufbau gehören die beiden Radsätze 1, die Primärabfederung und Radsatzanlenkung 2, die Einzel radsatzfahrwerksrahmen 3, die Zug-Druckstangen für die Tief anlenkung 4, die Winkelhebel 5, die Koppelstange der Anlen kung 6, die Diagonalkoppelstangen 7, die Sekundärabfederung 8, die schrägen Druckstangen der Schwingenstützanordnung 9, die Umlenkhebel der Schwingenanlenkung 10.To the basic structure include the two wheelsets 1 , the primary suspension and wheelset linkage 2 , the single wheelset frame 3 , the push-push rods for the deep linkage 4 , the angle lever 5 , the coupling rod of the linkage 6 , the diagonal coupling rods 7 , the secondary suspension 8 , the inclined push rods of the rocker arm assembly 9 , the bellcranks of the rocker arm 10th
Jedes Einzelradsatzfahrwerk trägt ein Ende 13 bzw. 14 zweier benachbarter Wagenkästen. In Fig. 1 befinden sich die Wa genkastenenden 13 und 14 über dem durch die Verbindung mit tels gelenkig an beiden Einzelradsatzfahrwerksrahmen 3 ange brachten, sich kreuzenden Diagonalkoppelstangen 7 entstehen den Einzelradsatzdoppelfahrwerk.Each independent wheel set bears an end 13 or 14 of two adjacent car bodies. In Fig. 1, the Wa genkastenenden 13 and 14 are above the articulated by the connection with means on both independent wheelset frame 3 , intersecting diagonal coupling rods 7 arise the independent wheelset double chassis.
Erfindungsgemäß wird der Einzelradsatzrahmen 3 mit dem Radsatz 1 über die Primärfederung und Radsatzanlenkung 2 so verbunden, daß nur noch ein geringes Quer- und Längsspiel des Radsatzes gegenüber dem Einzelradsatzfahrwerksrahmen 3 möglich ist. Dies kann beispielsweise durch Metallgummife dern erreicht werden. An den Einzelradsatzrahmen 3 in sphä rischen Gummigelenklagern 11 gelagerte diagonale Koppelstan gen 7 übertragen die Lenkbewegung erfindungsgemäß so, daß die Querachse des Einzelradsatzdoppelfahrwerkes stets die Winkelhalbierende aus dem Winkel, den die Mittellinien der Radsätze miteinander bilden, bildet. Die Radsätze sind über die Primärfederung, die Sekundärabfederung und den Einzel radsatzfahrwerksrahmen, der mit der Schwingenstützanordnung, bestehend aus den in den beiden vertikalen Ebenen schräg verlaufenden Druckstangen 9, und den Umlenkhebeln 10 eine Schwinge bildet, abgefedert. Beim Ausdrehen des Einzel radsatzfahrwerkes ändern die Druckstangen 9 ihre Lage so, daß der vertikale Abstand zwischen Wagenkasten und Einzel radsatzfahrwerk nicht verändert wird. Oberhalb der Radsatz lager 12 trägt der Einzelradsatzfahrwerksrahmen 3 die Sekun därfeder 8, die das Wagenkastenende 13 bzw. 14 abstützt und die Ausdrehbewegung über die Querweichheit der Sekundärfeder zuläßt.According to the invention, the independent wheel set frame 3 is connected to the wheel set 1 via the primary suspension and wheel set linkage 2 so that only a slight lateral and longitudinal play of the wheel set with respect to the single wheel set undercarriage frame 3 is possible. This can be achieved, for example, by metal rubber tires. On the independent wheel set frame 3 in spherical rubber joint bearings 11 mounted diagonal Koppelstan conditions 7 transmit the steering movement according to the invention so that the transverse axis of the single wheel double undercarriage always forms the bisector from the angle that the center lines of the wheel sets form with one another. The wheelsets are cushioned via the primary suspension, the secondary cushioning and the single wheel set chassis frame, which forms a rocker arm with the rocker support arrangement consisting of the push rods 9 , which are inclined in the two vertical planes, and the deflection levers 10 . When turning off the single wheelset, the push rods 9 change their position so that the vertical distance between the car body and single wheelset is not changed. Above the wheelset bearing 12 , the independent wheelset chassis 3 carries the secondary spring 8 , which supports the body end 13 and 14 and permits the unscrewing motion via the transverse softness of the secondary spring.
Die Zug-Druckstangenanordnung zur Übertragung der Zug- und Bremskräfte ermöglicht das Ausdrehen des Einzelradsatzfahr werks um den Radsatzmittelpunkt. Die schrägen Zug-Druck stangen 4 übertragen die Zug- und Bremskräfte auf den Wagen kasten. Die Verlagerung der Anlenkpunkte der Zug- Druckstangen am Einzelradsatzfahrwerksrahmen bei Bogenfahrt wird in den Winkelhebeln 5 in eine Drehbewegung umgewandelt und auf die jeweils andere Fahrwerksseite mit der Koppel stange 6 übertragen.The pull-push rod arrangement for transmitting the pulling and braking forces enables the single-wheel drive undercarriage to be turned out around the center of the wheelset. The oblique train-pressure rods 4 transmit the tensile and braking forces to the car box. The displacement of the articulation points of the tension / compression rods on the independent wheel set undercarriage frame when traveling through bends is converted into a rotary motion in the angle levers 5 and is transmitted to the other undercarriage side with the coupling rod 6 .
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