DE19722309A1 - Schienenfahrezug mit Triebkopf und Wagen - Google Patents
Schienenfahrezug mit Triebkopf und WagenInfo
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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.
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