DE19722309A1 - Schienenfahrezug mit Triebkopf und Wagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Es ist bei Schienenfahrzeugen für den Eisenbahnverkehr ganz allgemein bekannt, an eine eigenständig zu betreibende Lokomotive Wagen anzukuppeln, deren Wagenkästen aktiv oder passiv bei Kurvenfahrten geneigt werden. Die als Triebkopf dienende Lokomotive weist dabei wenigstens zwei Fahrwerke auf, von welchen zumindest eines ein antreibbares Triebfahrwerk ist. Dabei ist dieser Triebkopf jedenfalls ohne Neigetechnik ausgestattet, so daß sich im Fahrbetrieb große Relativ­ bewegungen zwischen Triebkopf und nach folgendem Wagenkasten ergeben, nachdem insbesondere Personenzugwagen aufgrund der höheren Anforderungen an den Fahrkomfort ein anderes Fahrverhalten als ein Triebkopf aufweisen. Das ist auch dann der Fall, wenn die Wagenkästen ohne Neigetechnik ausgerüstet sind. Von Nachteil ist bei dieser Ausgestaltung, daß die Achslast am Triebkopf wesentlich höher als am benachbarten Radsatz des anschließenden Wagenkastens ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schienenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch welche ein Ausgleich der Achslast im Bereich des Übergangs vom Triebfahrzeug zum Wagenkasten ermöglicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.

Bei einer Ausgestaltung eines Schienenfahrzeugs gemäß der Erfindung kann durch Wahl der Auflagestelle der elastischen Stützelemente, die zwischen dem Fahrwerk und insbesondere dem schweren Triebkopf angeordnet sind, die Achslast am gemeinsamen Fahrwerk variiert werden. Je weiter die Auflagestelle der Triebkopf-Stützelemente von einer Achse in Fahrtrichtung zur anderen Achse hin versetzt wird, umso höher steigt die Achslast an letzterer Radachse. Da der Wagenkasten in der Regel leichter ist als der Triebkopf, befindet sich die Auflagestelle für den Wagenkasten in senkrechter Projektion vorzugsweise oberhalb der Radachse. Wenn demnach die Auflagestelle der den Triebkopf tragenden elastischen Stützelemente zum Wagenkasten hin verschoben wird, steigt die Achslast am wagenkastenseitigen Radsatz und fällt am triebkopfseitigen Radsatz entsprechend ab. Ein Ausgleich der Achslasten ist demnach am gemeinsamen Laufwerk durch entsprechende Wahl der Auflagestellen der elastischen Stützelemente für den Triebkopf und den Wagenkasten möglich. Das Laufwerk weist daher vorzugsweise einen Rahmen mit zwei in Fahrtrichtung parallel zueinander verlaufenden Langträgern auf, auf welchen die Auflagestellen abhängig von der notwendigen Stützkraft für den Triebkopf und den Wagenkasten gewählt werden können. Das davon abgewandte, führerstandsseitige Ende des Triebkopfes ist dagegen vorzugsweise auf einem Triebdrehgestell gelagert.

Die elastischen Stützelemente zwischen Triebkopf und gemeinsamen Laufwerk sind vorzugsweise als Schraubenfedern ausgebildet, die für hohe Belastungen besonders zweckmäßig sind. Dagegen ist der Wagenkasten auf diesem gemeinsamen Laufwerk vorzugsweise auf zwei quer zur Fahrtrichtung nebeneinander mit Abstand stehenden Stützsäulen abgestützt, wobei sich am oberen Ende der Stützsäulen elastische Zwischenlagen, insbesondere Luftfedern befinden, auf welchen der Wagenkasten aufsitzt. Die Abstütz­ stellen des Wagenkastens liegen dabei oberhalb seines Masseschwerpunkts, so daß der Wagenkasten sich bei Kurvenfahrt und hoher Geschwindigkeit durch die auftretenden Fliehkräfte gegenüber dem Laufwerk neigen kann (Talgo-Technik).

Die Kupplung zwischen dem Triebkopf und dem benachbarten Wagenkasten wird unterstützt durch Kuppelstangen, die einerseits am Fahrwerk und andererseits am Triebkopf bzw. am Wagenkasten kardanisch angelenkt sind, so daß beim Bremsen, Anfahren oder im Betrieb auftretende Kräfte zwischen Triebkopf und Wagenkasten nicht von den elastischen Stützelementen, sondern in erster Linie vom in sich zumindest in Längsrichtung starren Laufwerk übertragen werden, ohne die freie Beweglichkeit zu beeinträchtigen. Dabei ist vorzugsweise die mit dem Triebkopf verbundene Kuppelstange länger als die mit dem Wagenkasten verbundene Kuppelstange, wobei letztere insbesondere zumindest annähernd waagerecht verläuft, während die triebkopfseitige Kuppelstange vom Laufwerk aus ansteigend zum vorderen Triebkopfende hin geneigt ist. Bei Geradeausfahrt liegen die Kuppelstangen in einer gemeinsamen senkrechten Ebene mit der Fahrzeuglängsachse. Vorzugsweise sind die Räder der einzelnen Radsätze mit einer Spurwechseleinrichtung ausge­ stattet, so daß das gesamte Schienenfahrzeug bei Änderungen der Spurbreite insbesondere im grenzüberschreitenden Verkehr umgestellt werden kann. Neben der durch die elastischen Stützelemente gebildeten Sekundärfederung können zwischen den Radlagern und dem Fahrwerksrahmen jeweils noch gummielastische Zwischenschichten als Primärfederung vorgesehen sein, um eine hohe Laufruhe des nach Art eines Jacobsdrehgestells ausgebil­ deten gemeinsamen Laufwerks sicherzustellen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schienenfahrzeug mit einem Triebkopf und nachfolgenden Wagenkästen,

Fig. 2 die Laufwerkanordnung zwischen dem Triebkopf und dem benachbarten Wagenkasten in einer prinzipiellen Seitenansicht und

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 in einer Draufsicht.

Ein Schienenfahrzeug für den Eisenbahnverkehr bei hohen Geschwindigkeiten, die in der Spitze wenigstens 100 km pro Stunde beträgt, weist einen Triebkopf 1 und zumindest einen anschließenden benachbarten Wagen 2 auf, an den sich weitere Wagen 3 anschließen können. Der Triebkopf 1 enthält lediglich einen Führerstand 4 und elektrische und mechanische Bauelemente für den Antrieb und die Steuerung, wobei der Antrieb über ein im Bereich des Führerstands 4 vorgesehenes Triebdrehgestell 5 mit Antriebsmotor/en erfolgt. Zum benachbarten Wagenkasten 2 hin sitzt das betreffende Ende des Triebkopfes 1 auf einem Laufwerk 6 auf, das nach Art eines Jacobsdrehgestells zugleich das benachbarte Ende des folgenden Wagenkastens 2 trägt. Das gegenüberliegende Ende des Wagenkastens 2 kann sich über eine Gelenkkupplung 7 an einem weiteren benachbarten Wagenkasten 3 abstützen, wobei im Bereich der Gelenkkupplung 7 ein Laufwerk 8 unter dem betreffenden Ende des Wagenkastens 3.1 angeordnet sein kann. Der Wagenkasten 2.1 dient insbesondere der Personenbeförderung.

Das dem Triebkopf 1 und dem Wagenkasten 2.1 gemeinsam zugeordnete Laufwerk 6 weist zwei Achsen 9, 10 und dement­ sprechend zwei Radsätze mit je zwei Schienenrädern 11 auf. Die Achsen 9, 10 sind dabei in einem gemeinsamen Laufwerkrahmen 13 gelagert, wobei in Fahrtrichtung verlaufende Langträger 14 vorgesehen sind, welche im Bereich der Radachsen 9 bzw. 10 jeweils über einen Querträger 15 vorzugsweise starr miteinander verbunden sind. Der Abstand zwischen den Achsen 9, 10 beträgt vorliegend mehr als den doppelten Durchmesser der Räder 11. Die Langträger 14 und die Querträger 15 bilden den Laufwerkrahmen 13, wobei die Träger 14, 15 paarweise parallel zueinander verlaufen. Das dem Wagenkasten 2.1 benachbarte Ende des Triebkopfes 1 ist über elastische Stützelemente 16 auf dem Laufwerk 6 abgestützt. Diese Stützelemente 16 werden durch paarweise angeordnete Schraubenfedern gebildet, wobei jeweils zwei Schraubenfedern in Längsrichtung der Langträger 14 hintereinander auf den Langträgern 14 aufstehen.

Der Wagenkasten 2.1 ist in senkrechter Projektion oberhalb der zugehörigen Radachse 10 auf dem Laufwerk 6 abgestützt. Hierzu dienen zwei quer zur Fahrtrichtung nebeneinander mit Abstand auf dem Laufwerk 6 und insbesondere auf den Langträgern 14 stehende starre Stützsäulen 17, die an ihren oberen Enden ebenfalls mit elastischen Stützelementen 18 versehen sind und auf welchen der Wagenkasten 2.1 mittels einer Konsole 19 aufliegt. Die Konsolen 19 sind dabei so hoch angeordnet, daß der Wagenkasten 2.1 oberhalb der seinen Masseschwerpunkt aufnehmenden waagerechten Ebene abgestützt ist. Der Wagenkasten 2.1 kann sich dadurch infolge von Fliehkräften passiv so neigen, daß sein Bodenbereich nach bogenaußen schwenkt, so daß die Fliehkrafteinwirkung auf Passagiere und sonstiges Transportgut entsprechend reduziert wird.

Um die elastischen Stützelemente 16, 18 von Traktionskräften zumindest weitgehend frei zu halten, die insbesondere beim Bremsen oder Beschleunigen zwischen Triebkopf 1 und Wagen 2 auftreten, ist am Fahrwerk 6 in dessen Längsmitte beidendig je eine Kuppelstange 20 bzw. 21 kardanisch angelenkt, wobei die im Bereich der Achse 9 angelenkte Kuppelstange 20 mit dem Boden 22 des Triebkopfes 1 über einen Gelenkzapfen 23 ebenfalls kardanisch verbunden ist. Diese Kuppelstange 20 verläuft dabei vom Laufwerk 6 ausgehend zum Triebdrehgestell 5 hin ansteigend, während die Kuppelstange 21 vom Laufwerk 6 etwa in wagerechter Lage zu einem Schwenkzapfen 24 hinläuft, der am Boden 25 des Wagenkastens 2.1 festgesetzt ist. Die kardanischen Gelenke der Kuppelstangen 20, 21 können dabei nach Art von Kugelkopf­ gelenken ausgebildet sein oder als Gelenkmittel gummielastische Einlagen besitzen. Dabei ist die mit dem Triebkopf 1 verbundene Kuppelstange 20 länger als die mit dem Wagenkasten 2.1 verbundene Kuppelstange 21. Außerdem ist zwischen den Radlagern der Achsen 9 und dem Fahrwerkrahmen 14, 15 je eine gummi­ elastische Zwischenschicht 26 angeordnet, die als Primärfederung dient und zur Erhöhung der Laufruhe des Laufwerks 6 beiträgt.

Durch die Anordnung eines gemeinsamen, nach Art eines Jacobsdrehgestells wirkenden Laufwerks 6 zwischen Triebkopf 1 und Wagenkasten 2.1 ist die Möglichkeit gegeben, insbesondere durch Verschieben der Auflagestellen der Schraubenfedern 16 von der triebkopfseitigen Achse 9 hin zur wagenseitigen, nachlaufenden Achse 10 die schwere Last des Triebkopfes 1 auch teilweise auf die dem Wagen 2 zugehörige Achse 10 zu verlagern, bis eine annähernd gleiche Belastung der Achsen 9 und 10 erreicht ist. Zusätzlich kann der Triebkopf 1 über elastische Stützelemente 16 abgestützt werden, die sich in ihrer Arbeitscharakteristik wesentlich von derjenigen unterscheiden, welche die für den Wagenkasten 2.1 vorgesehenen Stützelemente 17, 18 aufweisen. Außerdem braucht nur ein gemeinsames Laufwerk 6 für die einander zugewandten Enden des Triebkopfes 1 und des Wagenkastens 2.1 vorgesehen zu werden, das zugleich die Kupplungsfunktion zur Übertragung von Traktionskräften übernimmt. Ferner läßt sich bei dieser Anordnung eine Niveausteuerung des Wagenkastens ausführen, ohne Einfluß auf den Triebkopf 1 zu nehmen, weil beide Fahrzeugteile separat auf dem gemeinsamen Laufwerk 6 abgestützt sind; insbesondere können hierbei Radsätze zur Anwendung gelangen, die mit einer Spurwechseleinrichtung (Talgo-System) ausgestattet sind. Am Laufwerk 6 können im übrigen verschiedene Anbauteile wie z. B. Dämpfer und dgl. entsprechend den jeweiligen Erfordernissen des Triebkopfes bzw. des nachfolgenden Wagens 2 vorgesehen werden. Dabei wird der Radsatzabstand gemäß den baulichen und den gewichtsmäßig gegebenen Erfordernissen gewählt. Der Abstand der Schraubenfedern von den Radsätzen wird im übrigen durch die abzustützende Masse des Triebkopfes, des Wagenkastens 2.1 und die Verteilung der Massen im Fahrwerk selbst zwecks Erreichung einer ausgeglichenen Radsatzfahrmasse an den Achsen 9 und 10 bestimmt.

Claims (15)

1. Schienenfahrzeug mit wenigstens einem, nur Betriebsmittel, wie Maschinen, Steuerungseinrichtungen und Führerstand aufnehmenden Triebkopf und einem benachbarten, Nutzlast tragenden, insbesondere mit Mitteln zur betriebsbedingten Neigung ausgestatteten Wagenkasten, die auf Laufwerken gelagert sind, insbesondere für Eisenbahnverkehr zur Personenbeförderung bei maximalen Fahrgeschwindigkeiten über 100 km in der Stunde, dadurch gekennzeichnet, daß der Triebkopf (1) und der benachbarte Wagenkasten (2.1) mit ihren einander zugewandten Enden auf einem gemeinsamen, zumindest zwei Radsätze (11) aufweisenden Laufwerk (6) abgestützt sind.

2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufwerk (6) einen Laufwerksrahmen mit zwei in Fahrtrichtung parallel zueinander verlaufenden Langträgern (14) aufweist.

3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das führerstandsseitige Ende des Triebkopfes (1) auf einem eigenen Trieblaufwerk (5) sitzt.

4. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Triebkopf (1) und Laufwerk (6) elastische Stützelemente (16) angeordnet sind.

5. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Triebkopf (1) über Schraubenfedern auf dem Laufwerk (6) abgestützt ist.

6. Schienenfahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagestellen der Stützelemente (16) zwischen Triebkopf (1) und Laufwerk (6) vom triebkopfseitigen Radsatz (9, 11) zum nachfolgenden wagenseitigen Radsatz (10, 11) hin versetzt sind.

7. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagenkasten (2.1) in senkrechter Projektion oberhalb des zugehörigen Radsatzes (10, 11) auf dem Laufwerk (6) abgestützt ist.

8. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagenkasten (2.1) auf zwei quer zur Fahrtrichtung nebeneinander mit Abstand auf dem Laufwerk (6) stehenden Stützsäulen (17, 18) elastisch abgestützt ist.

9. Schienenfahrzeug nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagenkasten (2.1) oberhalb der seinen Masseschwerpunkt aufnehmenden waagerechten Ebene auf dem Laufwerk (6) abgestützt ist.

10. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrwerk (6) in dessen Längsmitte beidendig je eine Kuppelstange (20, 21) kardanisch angelenkt ist, von welchen eine (20) mit dem Triebkopf (1) und die andere (21) mit dem Wagenkasten (2.1) kardanisch verbunden ist.

11. Schienenfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Triebkopf (1) verbundene Kuppelstange (20) länger als die mit dem Wagenkasten (2.1) verbundene Kuppelstange (21) ist.

12. Schienenfahrzeug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Triebkopf (1) verbundene Kuppelstange (20) vom Laufwerk (6) aus nach oben geneigt verläuft.

13. Schienenfahrzeug nach Anspruch 10 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Wagenkasten (2.1) verbundene Kuppelstange (20) zumindest annähernd waagerecht verläuft.

14. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (11) der Radsätze mit einer Spurwechseleinrichtung versehen sind.

15. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Radlagern und dem Fahrwerkrahmen (14, 15) je eine gummielastische Zwischenschicht (26) angeordnet ist.