-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug mit einem Radsatz mit einer Radsatzwelle, einem auf dem Radsatz abgestützten Fahrwerksrahmen, einem an dem Fahrwerksrahmen befestigten Motor und einer Radsatzwellenabdeckung, wobei der Motor der Radsatzwelle unter Ausbildung eines ersten Spaltes benachbart angeordnet ist und die Radsatzwelle antreibt, die Radsatzwellenabdeckung den ersten Spalt von einer Oberseite des Fahrwerks gegen das Eindringen von Fremdkörpern abdeckt. Sie betrifft weiterhin ein Schienenfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Fahrwerk.
-
Bei modernen Schienenfahrzeugen, die mit vergleichsweise hohen Nennbetriebsgeschwindigkeiten betrieben werden, besteht in der Regel das Problem, dass es in Folge der Strömungsverhältnisse auf das Fahrzeugunterseite dazu kommen kann, dass im Bereich des Gleisbettes liegende Gegenstände, insbesondere Teile des Schotters, aufgewirbelt werden und auf Teile des Fahrzeugs auftreffen. Hierbei kann es weiterhin dazu kommen, dass diese auf das Fahrzeug auftreffenden Gegenstände wieder zurück in das Gleisbett geschleudert werden, wobei sie dann bei ihrem Auftreffen auf das Gleisbett bedingt durch ihre hohe kinetische Energie weitere Gegenstände aus dem Gleisbett herauslösen bzw. aufwirbeln. Hierbei kann sich eine lawinenartige Zunahme des beschriebenen Effekts ausbilden, was häufig auch als so genannter Schotterflug oder Schotterlawine bezeichnet wird.
-
Gerade beim Auftreten einer solchen Schotterlawine kann es nicht nur dazu kommen, dass Gegenstände von unten gegen das Fahrwerk geschleudert werden. Es besteht auch das Risiko, dass Gegenstände von oben in den Spalt zwischen dem Motor und Radsatzwelle gelangen und sich dort verklemmen, was unter anderem zu einer erheblichen Beschädigung der schnell drehenden Radsatzwelle führen kann.
-
Um diesem Problem abzuhelfen, wird in der
WO 2006/021514 A1 ein gattungsgemäßes Fahrwerk vorgeschlagen, bei welchem eine Radsatzwellenabdeckung den ersten Spalt zwischen der Radsatzwelle und dem Motor von oben und der der Fahrwerksmitte abgewandten Seite unter Ausbildung eines zweiten Spalts zwischen der Radsatzwellenabdeckung und dem Motor abdeckt.
-
Zwar kann hierdurch das Eindringen von Fremdkörpern in den ersten Spalt zwischen der Radsatzwelle und dem Motor vermieden werden, wenn es sich bei dem Radsatz um den aktuellen vorlaufenden Radsatz handelt. Problematisch ist jedoch, dass es im Fall der Umkehr der Fahrtrichtung nach wie vor zum Eindringen von Fremdkörpern durch den zweiten Spalt zwischen Radsatzwellenabdeckung und dem Motor kommen kann.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrwerk sowie ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße mit sich bringt und insbesondere auf einfache Weise eine Verringerung des Risikos von Beschädigungen der Radsatzwelle ermöglicht.
-
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einem Fahrwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man auf einfache Weise das Risiko einer Beschädigung der Radsatzwelle verringert, wenn die Radsatzwellenabdeckung höchstens einen zweiten Spalt ausbildet, dessen kleinste Abmessung 95% der kleinsten Abmessung des ersten Spaltes zwischen der Radsatzwelle und dem Motor beträgt. Hierdurch kann vermieden werden, dass es insbesondere auch bei einer Fahrtrichtung, bei welcher der Radsatz den nachlaufenden Radsatz bildet, zu einem Eindringen von Fremdkörpenr in den Spalt zwischen der Radsatzwelle und dem Motor kommen kann, welche insbesondere die Radsatzwelle beschädigen könnten.
-
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung daher ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug mit einem Radsatz mit einer Radsatzwelle, einem auf dem Radsatz abgestützten Fahrwerksrahmen, einem an dem Fahrwerksrahmen befestigten Motor und einer Radsatzwellenabdeckung, wobei der Motor der Radsatzwelle unter Ausbildung eines ersten Spaltes benachbart angeordnet ist und die Radsatzwelle antreibt. Die Radsatzwellenabdeckung deckt den ersten Spalt von einer Oberseite des Fahrwerks gegen das Eindringen von Fremdkörpern ab, wobei die Radsatzwellenabdeckung gegenüber dem Motor höchstens einen zweiten Spalt ausbildet, dessen kleinste Abmessung 95% der kleinsten Abmessung des ersten Spaltes beträgt.
-
Bei bestimmten bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrwerks beträgt die kleinste Abmessung des zweiten Spaltes höchstens 50%, vorzugsweise höchstens 25%, weiter vorzugsweise höchstens 10%, der kleinsten Abmessung des ersten Spaltes beträgt. Hiermit kann eine vorteilhafte Konfiguration erreicht werden, bei der durch den zweiten Spalt zwischen der Radsatzwellenabdeckung und dem Motor eine einfache schwingungstechnische Entkopplung realisiert wird, während noch bevor ein zuverlässiger Schutz gegen das Eindringen von potentiell schädigenden Fremdkörpern gegeben ist.
-
Bei weiteren bevorzugten Varianten der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Radsatzwellenabdeckung im Wesentlichen spaltfrei an den Motor anschließt. Hierdurch kann jegliches Eindringen von Fremdkörpern in vorteilhafter Weise vermieden werden.
-
Vorzugsweise ist eine Schwingungsentkopplung, insbesondere wenigstens ein Schwingungsentkopplungselement, zwischen dem Motor und der Radsatzwellenabdeckung vorgesehen, um die Schwingungsanregung der Radsatzwellenabdeckung zu reduzieren und damit eine potentielle Quelle für unerwünschte Geräuschimmissionen auszuschalten bzw. zumindest zu unterdrücken.
-
Die Radsatzwellenabdeckung kann sich in Querrichtung des Fahrwerks (also parallel zur Drehachse der Radsatzwelle) über eine beliebige Breite erstrecken. Vorzugsweise erstreckt sich die Radsatzwellenabdeckung über wenigstens 90% einer Spaltbreite des ersten Spaltes in einer Querrichtung des Fahrwerks, vorzugsweise über wenigstens 100% der Spaltbreite, werter vorzugsweise über wenigstens 150% der Spaltbreite. Insbesondere durch den seitlichen Überstand gegenüber dem Motor kann auch ein seitliches Eindringen von Fremdkörpern zuverlässig vermieden werden.
-
Die Radsatzwellenabdeckung kann nur bis in den Bereich des oberen Scheitelpunkts der Radsatzwelle reichen, um den ersten Spalt zwischen Radsatzwelle und Motor ausreichend abzudecken. Dabei ist dann der Spalt zwischen Radsatzwellenabdeckung und Radsatzwelle ebenfalls entsprechend klein gewählt (beispielsweise im Wesentlichen identisch mit dem zweiten Spalt), um das Eindringen von Fremdkörpern zu vermeiden.
-
Vorzugsweise übergreift die Radsatzwellenabdeckung die Oberseite der Radsatzwelle, sodass auch diese gegen auftreffende Fremdkörper geschützt ist. Bei weiteren bevorzugten Varianten wird dieser Schutz gegenüber auftreffenden Fremdkörpern noch erhöht, indem die Radsatzwellenabdeckung eine dem Motor abgewandte Außenseite der Radsatzwelle übergreift.
-
Der Grad, zu welchem die Radsatzwellenabdeckung die Radsatzwelle übergreift kann grundsätzlich beliebig groß gewählt werden. Vorzugsweise definiert die Radsatzwelle eine Radachse, die in einer Höhenrichtung des Fahrwerks auf einem ersten Höhenniveau angeordnet ist, und die Radsatzwellenabdeckung übergreift die Radsatzwelle von oben her, wobei die Radsatzwellenabdeckung eine freie Unterkante ausbildet, die auf einem zweiten Höhenniveau angeordnet ist, das höchstens auf dem ersten Höhenniveau, vorzugsweise unterhalb des ersten Höhenniveaus, liegt.
-
Um zu vermeiden, dass auch vom freien Ende der Radsatzwellenabdeckung her Fremdkörper in den ersten Spalt zwischen der Radsatzwelle und dem Motor eindringen können, ist bevorzugt vorgesehen, die Radsatzwellenabdeckung die Radsatzwelle unter Ausbildung eines dritten Spaltes übergreift, wobei die kleinste Abmessung des dritten Spaltes höchstens 95% der kleinsten Abmessung des ersten Spaltes entspricht.
-
Die Radsatzwellenabdeckung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise an dem Fahrwerk montiert sein. Insbesondere kann sie beispielsweise an dem Fahrwerksrahmen befestigt sein. Bei besonders einfach herzustellenden Varianten des erfindungsgemäßen Fahrwerks ist die Radsatzwellenabdeckung an dem Motor befestigt. Insbesondere in diesem Fall ist dann bevorzugt die oben erwähnte Schwingungsentkopplung zwischen dem Motor und der Radsatzwellenabdeckung vorgesehen.
-
Die Radsatzwellenabdeckung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Bevorzugt ist die Radsatzwellenabdeckung als flächiges Bauteil, insbesondere aus einem Blechmaterial, ausgebildet. Vorzugsweise ist die Radsatzwellenabdeckung als in sich steifes Bauteil ausgebildet. Dies kann auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Bevorzugt weist die Radsatzwellenabdeckung hierzu wenigstens eine Verstärkungsrippe auf. Die Verstärkungsrippe kann auf beliebige geeignete Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann sie als separates Bauteil gestattet sein, welches nachträglich an der Radsatzwellenabdeckung befestigt wird. Bei besonders einfach gestalteten Varianten der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Verstärkungsrippe durch Biegeumformung der Radsatzwellenabdeckung ausgebildet wird.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Schienenfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Fahrwerk. Vorzugsweise ist dieses Schienenfahrzeug für den Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, insbesondere oberhalb von 300 km/h, ausgebildet ist.
-
Wertere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:
-
1 eine schematische Schnittansicht eines Teils einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs mit einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrwerks;
-
2 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Fahrwerks aus 1.
-
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs 101 beschrieben. Bei dem Schienenfahrzeug 101 handelt es sich um einen Endwagen eines Triebzugs für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, dessen Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, nämlich bei vn = 300 km/h bis 380 km/h, liegt.
-
Das Fahrzeug 101 umfasst einen (durch die Kontur 102 angedeuteten) Wagenkasten, der im Bereich seiner beiden Enden in herkömmlicher Weise jeweils auf einem Fahrwerk in Form eines Drehgestells 103 abgestützt ist. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit anderen Konfigurationen eingesetzt werden kann, bei denen der Wagenkasten lediglich auf einem Fahrwerk abgestützt ist.
-
Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in den 1 und 2 ein (durch die Radaufstandsebene des Drehgestells 103 vorgegebenes) Fahrzeug-Koordinatensystem x, y, z angegeben, in dem die x-Koordinate die Längsrichtung, die y-Koordinate die Querrichtung und die z-Koordinate die Höhenrichtung des Schienenfahrzeugs 101 bzw. des Drehgestells 102 bezeichnen.
-
Das Drehgestell 103 ist in einem Fahrwerksausschnitt 104 des Wagenkastens 102 angeordnet, der an seinem vorlaufenden Ende durch eine vorlaufende Wand 102.1 begrenzt ist. Zu beiden Fahrwerksseiten wird der Fahrwerksausschnitt 104 durch Schürzen begrenzt.
-
Das Drehgestell 103 weist in herkömmlicher Weise zwei von jeweils einem Fahrmotor 105 angetriebene Radeinheiten in Form von Radsätzen 106 auf, auf denen ein Drehgestellrahmen 107 abgestützt ist. Jeder Radsatz 106 wird über ein (in 1 nicht dargestelltes) Getriebe 108 durch einen Fahrmotor 105 angetrieben, der querliegend (also mit in Fahrzeugquerrichtung verlaufender Motorwelle 105.1) am Drehgestellrahmen 107 befestigt ist.
-
Der Motor 105 ist im vorliegenden Beispiel so eingebaut, dass zwischen dem Motor 105 und der Radsatzwelle 106.1 des Radsatzes 106 (etwa auf den ersten Höhenniveau H1 der Drehachse der Radsatzwelle 106.1) ein erster Spalt 109 ausgebildet ist, der in der in 1 dargestellten Schnittebene (senkrecht zur Drehachse der Radsatzwelle 106.1) eine kleinste erste Abmessung S1 aufweist.
-
An den Motor 105 ist eine Radsatzwellenabdeckung 110 befestigt, welche den ersten Spalt 109 von einer Oberseite des Fahrwerks 103 gegen das Eindringen von Fremdkörpern abdeckt. Die Radsatzwellenabdeckung 110 ist derart ausgebildet und befestigt, dass in der in 1 dargestellten Schnittebene (senkrecht zur Drehachse der Radsatzwelle 106.1) zwischen der Radsatzwellenabdeckung 110 und dem Motor 105 ein zweiter Spalt 111 ausgebildet ist.
-
Der zweite Spalt 111 weist in der in 1 dargestellten Schnittebene eine kleinste zweite Abmessung S2 auf. Die zweite Abmessung S2 beträgt im vorliegenden Beispiel etwa 35% der ersten Abmessung S1, wodurch zuverlässig verhindert wird, dass durch den zweiten Spalt 111 in den Raum zwischen der Radsatzwelle 106.1 und dem Motor 105 Fremdkörper eindringen können, welche sich zwischen der Radsatzwelle 106.1 und dem Motor 105 verklemmen könnten.
-
Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch andere Abmessungen für den zweiten Spalt gewählt sein können, solange das Eindringen solcher Fremdkörper die ausreichend groß sind, sich zwischen der Radsatzwelle und dem Motor zu verklemmen, verhindert wird. Hierbei hat sich herausgestellt, dass für die zweite Abmessung S2 eine Abmessung unterhalb von 95% der Abmessung 51 erforderlich ist, um zuverlässig das Verklemmen derartiger Fremdkörper zu vermeiden.
-
Bei bestimmten bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrwerks beträgt die zweite Abmessung S2 etwa 10% bis 50% der ersten Abmessung S1, da hiermit neben der zuverlässigen Abschirmung gegen potentiell schädigende Fremdkörper eine vorteilhafte Konfiguration erreicht werden kann, bei der durch den zweiten Spalt 111 zwischen der Radsatzwellenabdeckung 110 und dem Motor 105 eine einfache schwingungstechnische Entkopplung realisiert wird, welche die Schwingungsanregung der Radsatzwellenabdeckung 110 und damit die Gefahr unerwünschter Geräuschimmissionen reduziert wird.
-
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung kann auch vorgesehen sein kann, dass die Radsatzwellenabdeckung 110 im Wesentlichen spaltfrei an den Motor 105 anschließt. Hierdurch kann jegliches Eindringen von Fremdkörpern in vorteilhafter Weise vermieden werden.
-
Im vorliegenden Beispiel ist die Radsatzwellenabdeckung 110 weiterhin über eine Schwingungsentkopplung in Form von Schwingungsentkopplungselementen 112 an dem Motor 105 befestigt, um die Schwingungsanregung der Radsatzwellenabdeckung 110 werter zu reduzieren und damit eine potentielle Quelle für unerwünschte Geräuschimmissionen auszuschalten bzw. zumindest zu unterdrücken. Bei dem jeweiligen Schwingungsentkopplungselement 112 kann es sich beispielsweise um ein elastisches Element mit entsprechenden schwingungsdämpfenden Eigenschaften, beispielsweise ein gummielastisches Element oder dergleichen, handeln.
-
Die Radsatzwellenabdeckung 110 erstreckt sich in Querrichtung des Fahrwerks 103 (y-Richtung) über eine Breite BA, die im vorliegenden Beispiel etwa 115% der Breite des Motors 105 und damit der Spaltbreite BS des ersten Spaltes 109 in der Querrichtung des Fahrwerks 103 entspricht. Durch diesen seitlichen Überstand gegenüber dem Motor 105 wird auch ein seitliches Eindringen von Fremdkörpern zuverlässig vermieden.
-
Die Radsatzwellenabdeckung 110 übergreift die Oberseite und die dem Motor 105 abgewandte Außenseite 106.2 der Radsatzwelle 106.1, sodass auch diese gegen auftreffende Fremdkörper geschützt ist. Im vorliegenden Beispiel erstreckt sich die Radsatzwellenabdeckung 110 mit ihrer freien Unterkante 110.1 in der Höhenrichtung (z-Richtung) des Fahrwerks 103 bis auf ein zweites Höhenniveau H2 hinunter, welches knapp unterhalb des ersten Höhenniveaus H1 der Drehachse der Radsatzwelle 106.1 liegt.
-
Zwischen dem freien Ende der Radsatzwellenabdeckung 110 mit der Unterkante 110.1 und der Radsatzwelle 106.1 ergibt sich dabei ein dritter Spalt 113, dessen kleinste dritte Abmessung S3 (in der in 1 dargestellten Schnittebene) etwa 280% der ersten Abmessung S1 entspricht. Diese Abmessung reicht im vorliegenden Beispiel aus, um das Eindringen von potentiell schädigenden Fremdkörpern in den Zwischenraum zwischen der Radsatzwellenabdeckung 110 und der Radsatzwelle 106.1 zu vermeiden. Dies liegt daran, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein solcher Fremdkörper ausreichender Größe in nahezu vertikaler Richtung nach oben geschleudert wird und durch diesen dritten Spalt 113 eindringen könnte nahezu gleich Null ist.
-
Es versteht sich jedoch, dass auch ein insoweit möglicherweise noch vorhandenes Restrisiko dadurch vermieden werden kann, dass bei anderen Varianten der Erfindung das freie Ende 110.1 der Radsatzwellenabdeckung 110 soweit an die Radsatzwelle herangeführt wird, dass ein kleinerer dritter Spalt 113 vorliegt. Insbesondere kann die kleinste dritte Abmessung 53 des dritten Spaltes 113 dann wiederum höchstens 95% der kleinsten ersten Abmessung des ersten Spaltes entsprechen.
-
Weiterhin versteht es sich, dass die Radsatzwellenabdeckung gegebenenfalls auch nur bis in den Bereich des oberen Scheitelpunkts 106.3 der Radsatzwelle 106.1 reichen kann, um den ersten Spalt 109 abzudecken, wie dies in 1 durch die gestrichelte Kontur 114 angedeutet ist. Dabei ist dann der dritte Spalt zwischen Radsatzwellenabdeckung und Radsatzwelle ebenfalls entsprechend klein gewählt (beispielsweise im Wesentlichen identisch mit dem zweiten Spalt), um das Eindringen von Fremdkörpern zu vermeiden.
-
Die Radsatzwellenabdeckung 110 ist im vorliegenden Beispiel als in sich steifes flächiges Bauteil aus einem Blechmaterial gestaltet. Hierzu weist die Radsatzwellenabdeckung 110 drei durch Biegeumformung des Blechs gebildete Verstärkungsrippen 110.2 auf, die in Querrichtung des Fahrwerks 103 gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
-
Es versteht sich jedoch, dass strukturelle Verstärkung der Radsatzwellenabdeckung auch auf beliebige andere Weise erzielt werden kann. Insbesondere kann die jeweilige Verstärkungsrippe 110.2 als separates Bauteil gestaltet sein, welches nachträglich an der Radsatzwellenabdeckung 110 befestigt wird.
-
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand eines Fahrzeugs für Triebzüge im Hochgeschwindigkeitsverkehr beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit anderen Schienenfahrzeugen zum Einsatz kommen kann.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
