DE2141370B2 - Drehgestell-Radaufhängung für Schienenfahrzeuge mit zumindest drei Radpaaren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehgestell-Radaufhängung nach dem Oberbegriff des Pattntanspruches 1.

Es ist bereits eine Drehgestell-Radaufhängung der erwähnten Art nach der deutschen Auslegeschrift 11 78 886 bekannt, bei welcher das vordere und das hintere Achsgehäuse über je ein Paar unelastischer normaler Lager an die Ausgleichsträger angelenkt sind. Hingegen sind die dem mittleren Radpaar zugewandten Enden der Ausgleichsträger jeweils über einen gesonderten Ausgleichshebel gelenkig mit je einem zugeordneten Achsgehäuse des minieren Radpaares verbunden. Die Achsgehäuse des mittleren Radpaares sind in je einer Führung gelagert, die sowohl eine vertikale als auch eine horizontale Auslenkung in Richtung der Fahrzeughochachse und Fahrzeugquerachse ermöglichen. Diese Vertikalführungen müssen, da die Achsgehäuse des mittleren Radpaares eine erhebliche Masse aufweisen, entsprechend stabil und damit gewichtsaufwendig ausgelegt sein, wozu noch besondere Maßnahmen kommen, um eine ausreichende Schmierung zu gewährleisten. Durch den jedem Achsgehäuse des mittleren Radpaares zugeordneten Ausgleichshebel soll ein genauer Ausgleich der Achsdrücke aller Radpaare herbeigeführt werden, was aber in der Praxis nicht unbedingt erforderlich ist.

Eine ähnliche Drehgestell-Radaufhängung ist aus der schweizerischen Patentschrift 3 92 598 bekannt, wobei jedoch in Abweichung zur vorangehend erläuterten Anordnung auch die den Achsgehäusen des mittleren Radpaares zugewandten Enden der Ausgleichsträger über normale unelastische lager angelenkt sind. Das mittlere Radpaar hat infolgedessen keine Mögliehkeit /um seitlichen Ausweichen quer /ur Kahr/.euglängsachsc in eine parallele Verlikalebene. so daß aus diesem Giund auch eine ^'Usprechcndi.- Vertikal- und Querverschicbungs-Horizontaliührung nach Art der Anordnung nach der vorangehend abgehandelten deutschen Auslegeschrift 11 78 886 nicht vorgesehen ist Die fehlende Auslenkmöglichkeit des mittleren Radpaares parallel zur Fahrzeugquerachse ist jedoch beim Durchfahren von Kurven weniger günstig. Andererseits bedürfen bei der vorliegend betrachteten Anordnung die vorderen und hinteren Radpaare nicht notwendig einer Vertikalführung, da Schwingneigungen der Radpaare infolge von deren gegenseitiger Kopplung nicht zu befürchten sind, so lange sich die Räder jeder Fahrzeugseite in einer gemeinsamen Vertikalebene befinden.

Das deutsche Gebrauchsmuster 17 37 850 zeigt eine ähnliche Drehgestell-Radaufhängung wie nach der vorangehend abgehandelten schweizerischen Patentschrift 3 92 598, wobei insbesondere eine horizontale Ausweichbewegung des mittleren Radpaares parallel zur Fahrzeugquerachse nicht vorgesehen ist. Es sind zwar die den Achsgehäusen des mittleren Radpaares zugewandten Enden der Ausgleichsträger über elastische Gummibuchsenlager angelenkt, jedoch dienen diese lediglich einer Verschleißminderung, nicht jedoch der Erzielung einer Auslenkbarkeit des mittleren Radpaares parallel zur Fahrzeugquerachse. Analoge Ausführungen gelten hinsichtlich der eine weitgehend ähnliche Drehgestell-Radaufhängung beschreibenden deutschen Auslegeschrift 10 00 698 und der deutschen Patentschrift 6 43 315.

Auigabe der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung ist die Schaffung einer insbesondere gegenüber dem Stand der Technik nach der deutschen Auslegeschrift 11 78 886 verbesserten Drehgestell-Radaufhängung, welche einen vereinfachten Aufbau bei vermindertem Gewicht und einen geringeren Raumbedarfaufweist.

Erreicht wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1.

Durch die im Patentbegehren angebene Maßnahme wird erreicht, daß die beiden Achsgehäuse des mittleren Radpaares keiner besonderen zugeordneten Führung bedürfen, welche eine Vertikal- und Querauslenkung ermöglicht. Durch den Fortfall diesel Führung wird eine wesentliche Gewichtsverminderung und Vereinfachung der Konstruktion erreicht. Bei der Führung des mittleren Radpaares sind keine einer wesentlichen Reibung oder einem wesentlichen Verschleiß unterworfenen Bauteile vorhanden, so daß insoweit kein Wartungsbedarf in geringen Zeitintervallen vorliegt. Die notwendige Wartung besteht lediglich darin, daß die elastischen Lager, vorzugsweise Gummibuchsen, in bestimmten Zeitabständen ersetzt werden. Ferner ergibt sich auch daneben mehr Raum für den Einbau von mit dem Erfindungsgegenstand nicht im Zusammenhang stehenden Bauelementen, die für ein Schienenfahrzeug wesentlich sein können, beispielsweise Siromgeneratoren, Kabelbäumen und dergleichen mehr.

Die Drehgestellrahmen von mehrachsigen Drehgestellen sind vom Gesichtspunkt der Führung der Radsätze aus so zu betrachten, als handelte es sich um zweiachsige Drehgestelle, weil ihre Bearbeitung wesentlich einfacher und auch billiger ist als bei den üblichen Ausführungen. Gleichzeitig kann durch den Einsatz von Bauteilen (Achslagern und Wiegen), die verhältnismäßig leicht mit entsprechender Genauigkeit gefertigt werden können, sowie durch die Bearbeitung (genaue Einstellung) von vier Punkten (Enden) der Drehgestellrahmen die richtige und dauerhafte Führung der Radsätze sichergestellt werden In dieser Hinsicht ist die Führung der Zwischenradsätze nach der

Erfindung besonders günstig, weil hier keine Reibung oder Verschleiß ausgesetzten Bauteile vorhanden sind, so daß sie keinerlei Bedienung bedarf und ihre Wartung darin besteht, daß die elastischen Elemente (Gummibuchsen) in bestimmten von den Abmessungen abhängigen Zeitabständen ersetzt werden.

Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 2 wird erreicht, daß sich angestrebte Querauslenkung des mittleren Radpaares beziehungsweise der mittleren Radpaaifc ohne Schwierigkeiten ermöglichen läßt, da sich die Achse der Tragfedern im angestrebien Maße reversibel deformieren läßt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine Ausführung der Führung des Zwischenradsatzes bei einem dreiachsigen Drehgestell, bei der die Abstände f\ und /j der Zwischenradsatzachse von den äußeren Achsen ungleich sind und demzufolge auch die Steglängen fi und h sowie die mit der Waagerechten gebildeten Winkel der Achslagerstege ungleich sind,

Fig.2 eine Einzelheit einer solchen Ausführung bei einem dreiachsigen Drehgestell, bei welcher der den äußeren Radsatz mit dem minieren Radsatz verbindende Achslagersteg mit der Achse des äußeren Radsatzes verbunden ist,

Fig.3 eine andere Ausführung der Führung der Zwischenradsätze, und zwar bei einem v: crachsigen Drehgestell, und

Fig.4 eine weitere Ausführungsform bei einem dreiachsigen Drehgestell.

Nach F i g. 1 ist ein Zwischenradsatz durch als Achslagerstege dienende Stangen 1 und 2 in der Weise geführt, daß diese sich einerseits durch elastische Bauelemente, beispielsweise Gummibuchsen Gi, mit den Achslagern des Zwischenradsatzes und andererseits durch elastische Bauelemente, beispielsweise Gummibuchsen G₂, mit den Achslagern der äußeren Radsätze verbunden sind, wodurch die am Zwischenradsatz auftretende Zugkraft (oder Bremskraft) Z auf die Achslager der äußeren Radsätze übertragen und über ihre Achslagerführungen an einen Drehgestellrahmen 4 weitergeleitet wird, wo dann an beiden Enden an Buchsen G\ in guter Annäherung jeweils eine 1,5 Z betragende Kraftwirkung auftritt. Die Führung der äußeren Radsätze kann von üblicher Art sein, beispielsweise die in F i g. 1 dargestellte mit elastischen Buchsen G\ ausgeführte Einpunkteinspannung mit starrem Ausleger, die selbstverständlich auch zur Aufnahme der an den äußeren Radsätzen auftretenden Kraftwirkungen fähig sein muß.

Die die Führung des Zwischenradsatzes bewerkstelligenden Stangen I und 2 können auch zur Aufnahme des gefederten Gewichtes des Drehgestelles ausgenutzt werden, wie es in F i g. 1 dargestellt ist. Dementsprechend sind die Stangen 1 und 2 zugleich Wiegen, wobei die auf diesen in Absländen k\ beziehungsweise k₂ von den Achsen gelagerten Tragfedern R das Gewicht des Drehgestelles und des darüberliegenden Fahrzeugteiles nach den Radsätzen zu weiterleiten und zusammen mit den ungefederten Gewichten des Drehgestelles die Achsdrücke Γ hervorbringen. Die Gleichheit derselben kann durch entsprechende Wahl der Maße der Abstände k\, k₂ sowie bestimmter Längenmaße des Drehgestelles gewährleistet werden.

Die Ansatzwinkel (die mit der Waagerechten gebildeten Winkel) αϊ beziehungsweise Λ2 der als Wiegen wirkenden Stangen 1 und 2 sind im allgemeinen klein, denn die Abstände f\ und h der Radsätze des

Drehgestelles sind groß. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die Achsabstände f\ und /j aus Konstruktionsgriinden unterschiedlich; dementsprechend ur.terrcheiden sich auch die Werte der Abstände beziehungsweise Winkel /1, f₂, /ti, k₂,«,, a₂. Die Werte dieser Winkel lassen sich weiter verringern, wenn die Gummibuchsen G2 höher zu liegen kommen, beispielsweise bei der Ausführungsform nach F i g. 2, bei welcher « = 0° ist. • Hier ist die Unterscheidung der Winkel χ durch Indices überflüssig, da der Wert beider Winkel λ Null ist.

Infolge der niedrigen Weite der Winkel unterscheidet sich die algebraische Summe der an den Stangen (Wiegen) I und 2 übertragenen unter der Wirkung der Kraft Z entstehenden Längskräfte kaum von der am Zwischenradansatz auftretenden Zugkraft Z, wobei sie in den mit Federkräften R belasteten Stangen (Wiegen) 1 und 2 einen ganz geringen Spannungbüberschuß verursachen. Werden also zur Aufnahme der Federlasten R Wiegen verwendet und werden zu diesem Zweck Achslagerstege ausgenutzt, dann dienen diese Achslagerstege neben der Weiterleitung der Fcderlast bloß zur Übertragung der Zugkraft Z, weshalb sie mit einem sehr kleinen Mehrgewicht 10 ausgestaltet werden können, daß sie die zur Führung des Zwischenradsatzes nötigen Kraftwirkungen mit übertragen.

Der Zwischenradsatz braucht mit keiner anderen Führung beziehungsweise weder mit in Fahrtrichtung noch in Seitenrichtung angeordneten sonstigen Abstützung verschen zu werden, denn das Maß der Verschiebung in der Seitenrichtung (Querrichtung) begrenzen die Schienenstränge der Bahnstrecke beziehungsweise die Spurkränze des Zwischenradsatzes eindeutig, wobei die Gummibuchsen G\ die dazu nötige Wiegenausschwingung spannungsfrei sicherstellen und zugleich samt den Tragfedern eine Rückstellkraft ausübend die stabile Gleichgewichtslage des Zwischenradsatzes in der Seitenrichtung günstig herstellen.

Bei senkrechter Schwingung (bei Änderung des Wertes h) greifen zusätzliche Zug-/Druckkräfte neben der sich aus der statischen Federlast R und den Zugkräften Zergebenden Kraftwirkung an, deren Maß von der Art der Führung der äußeren Radsätze, der Länge t der Stangen (Wiegen) 1 und 2, dem Ansatzwinkel λ derselben sowie der radialen Federkonstante (Härte) der Gummibuchsen d bis Gi abhängt. Der niedrige Wert dieser zusätzlichen Kraftwirkung kann mit den erhältlichen zeitgemäßen Gummibuchsen sichergestellt werden, wobei sie in der Ausführungsform nach Fig. 1 eigentlich durch die Gesamtdeformation von sechs in Reihe geschalteten Gummibuchsen je Drehgestellseite hervorgerufen wird. Hinsichtlich der zusätzlichen Kraftwirkungen ist bei der Ausführungsform nach Fig. 2, bei welcher <x = 0° ist, Ähnliches festzustellen. Diese zusätzliche Kraftwirkung hat eine günstige Folge, nämlich die, daß sie durch Überlagerung des Tragfedersystemes von sonst linearer Charakteristik diese in bestimmtem Maße veränderlich (progressiv) macht und zugleich eine schwingungsdämpfende Wirkung hervorruft. Beide Wirkungen beeinflussen die Federung und die Laufgüte des Drehgestells günstig.

In F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für die Führung von Zwischenradsätzen bei vierachsigen Radsätzen dargestellt. In dieser schematischen Abbildung erfolgt die Führung der äußeren Radsätze mit der am häufigsten verwendeten Achslagerführung, und die Führung der beiden Zwischenradsätze wird durch Stangen 1,2 und 3, die gleichzeitig auch die Aufgabe von Wiegen erfüllen, sichergestellt. In dieser schematisrhm

Abbildung sind die Stangen (Wiegen) 1, 2 und 3 durch dicke Linien und die elastischen Anschlußelemente, beispielsweise Gummibuchsen, durch kleine Kreise dargestellt. In Fig.3 sind die Achslagerstege des linksseitigen Zwischenradsatzes in Übereinstimmung mit den Symbolen der Fi g. 1 und 2 als Stangen I und 2 und diejenigen des rechtsseitigen Radsatzes als Stange 3 bezeichnet. Die Achsabstände /i, /j und /j sind in der Regel ungleich.

F i g. 4 zeigt als Beispiel den Fall, daß zur Aufnahme (durch eine entsprechende Formänderungsarbeit) des auf ein dreiachsiges Drehgestell treffenden gefederten Gewichtes ein Tragfedersystem, das heißt vier Tragfedern je Drehgestell nicht mehr genügen, weswegen die Tragfederanordnung gemäß F i g. 1 nicht verwendet werden kann. Zur Führung des Zwischenradsatzes läßt sich die Lösung auch in diesem Falle durch die als Beispiel dargestellte Verbindung der äußeren Achslager mit dem Drehgestellrahmen 4 an der dem Zwischenradsatz zugewandten Seite der äußeren Radsätze günstig anwenden; infolgedessen kann das gefederte Gewicht von vier Tragfedern je Drehgestellseite, insgesamt also acht gleichen Tragfedern aufgenommen werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Stangen (Wiegen) 1 gleich, und zwar mit Rücksicht darauf, daß auch die Abstände /der Radsätze des Drehgestelles gleich sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Drehgeste'I-Radaufhängung fur Schienenfahrzeuge mit zumindest drei Radpaaren und je einem jedem Rad zugeordneten Achsgehäuse, wobei die vorderen und hinteren Räder zu beiden Seiten des Fahrzeugs vertikal geführt sind und parallel .^ui Fahrzeuglängsachse zu beiden Seiten des Drehgestellrahmens die Achsgehäuse über zumindest je zwei im wesentlichen horizontal verlaufende, in vertikalen Längsebenen schwenkbar angelenkte Ausgleichsträger gekoppelt sind, und mit je einem jedem Ausgleichsträger zugeordneten Federelement zur vertikal nach unten gerichteten Vorspannung der mittleren Räder in Schienenberührung, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsgehäuse aller Räder ausschließlich mittels je eines Paares elastischer Lager (Gummibuchsen Ci, C? und Cj) an die zugehörigen beidseitigen Ausgleichsträger (Stangen 1, 2 beziehungsweise 3) in etwa horizontalen Querebenen in begrenztem Maß schwenkbar angelenkt sind.

2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den die Achsgehäuse verbindenden Ausgleichsträgern (Stangen I, 2 beziehungsweise 3) und dem Drehgestellrahmen (4) Tragfedern eingesetzt sind.