DE2419989B2

DE2419989B2 - In axialer Richtung bewegliche Achsanordnung

Info

Publication number: DE2419989B2
Application number: DE19742419989
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 6900 Heidelberg Koch
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1974-04-25
Filing date: 1974-04-25
Publication date: 1980-02-14
Also published as: DE2419989A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine in axialer Richtung bewegliche Achsanordnung im Fahrzeugoder Drehgestellrahmen eines Schienenfahrzeuges mit am Achslager angreifenden Federn, deren anderes Ende am Fahrzeug- oder Drehgestellrahmen angreifen und mit auf der einen Seite der Lager in etwa horizontaler Lage angeordneten Lenkern, deren anderes Ende am Fahrzeugrahmen oder Drehgestellrahmen angelenkt ist. Eine solche Anordnung ist aus der DE-OS 20 29 329 bekannt.

Die Radsätze im Fahrzeug- bzw. Drehgestellrahmen von Schienenfahrzeugen sind so ausgeführt, daß der Radsatz sowohl einseitige und gleichseitige Vertikalbewegungen, Querbewegungen als auch Längsbewegungen gegenüber dem Fahrzeug- bzw. Drehgestellrahmen ausführen kann. Die Größe der Querbewegung wird uürCii uic rvüSicgUng ιλ£Τ v^uCTi CuCTuug υΟοίΐΐΤϊΓΠί. L#Ci neueren Schienenfahrzeugkonstruktionen wählt man die Größe der Querfederkonstante so, daß sie für den Radsatz gegenüber dem Fahrzeug- bzw. Drehgestellrahmen bei der größten, in axialer Richtung wirkenden Querkraft einen Federweg in der Größenordnung von 5 bis 10 mm ergibt. Durch diese Querkraft werden die axialen Stoßkräfte beim Fahrzeuglauf, insbesondere auch beim Einfahren in die Kurven usw., verringert Zur Vermeidung von Spießgangstellungen läßt man bei den

ίο Radsätzen gegenüber dem Fahrzeugrahmen meistens keine bzw. eine nur geringfügige Längsfederung zu. Es sind auch Anordnungen mit vergrößerter Längsfederung bekannt, um ein Radialeinstellen der Radsätze in Drehgestellen beim Kurvenlauf zu ermöglichen. Dieses Radialeinstellen erfolgt hierbei durch die Reibungskräfte am Radumfang während des Radsatzlaufes. Die Reibungskräfte müssen aber so groß sein, daß sie die Längsfederungskräfte überwinden. Bei einer solchen Anordnung ergeben sich aber unklare Reibungsverhäitnisse beim Einlauf in Kurven, welche in manchen Fällen zu unbeabsichtigten Spießgangstellungen führen können, was natürlich unerwünscht ist.

In der oben erwähnten DE-OS 20 29 329 ist eine Achslagerführung für Fahr- und Drehgestelle von Schienenfahrzeugen beschrieben, deren Rahmenlängsträger sich über Stützfedern auf Konsolen der Achsen abstützen, und mittels Lenkern, die mit einem Ende an der Achsbuchse und mit dem anderen Ende am Drehgestellrahmen angeschlossen sind, geführt sind.

Jeder Achsbuchse ist ein nur auf Zug und Druck beanspruchbarer Lenker zugeordnet, der mit seinem Ende an der Achsbuchse und mit seinem anderen Ende an einem Halter des Rahmenlängsträgers kardanisch beweglich angeschlossen ist. Die Querführungskräfte werden allein durch die zwischen Achsbuchse und Rahmenlängsträger angeordneten Stützfedern aufgenommen, welche auch das Gewicht des Fahrzeugkastens zu tragen haben. Die erwähnten Lenker sind parallel zueinander angeordnet, und die Verbindungslinien der Befestigungspunkte derselben bilden ein Parallelogramm. Beim Einlauf einer solchen Anordnung in einer Kurve können sich die Achsen daher nicht etwa auf den Kurvenradius einstellen, sondern bilden jeweils einen Winkel zum Kurvenradius.

Es ist zwar aus der DE-PS 8 50 623 eine Drehgestellanordnung für Schienenfahrzeuge mit rad.aler Achseinstellung bekannt; diese bedient sich jedoch einer sehr komplizierten hydraulischen Steuereinrichtung zur Einstellung der Achsen. Die radiale Achseinstellung erfolgt hier hydraulisch mittels an den Außenseiten des Drehgestellrahmens angeordneten, auf die Wagenachsen einvv irkender Kolben, welche in am Drehgestell starr befestigten Zylindern bewegbar sind. Der Zylinder-Innenraum steht mit weiteren, im Drehgestell angeordneten Hydraulikzylindern über Leitungen in Verbindung. Beim Einfahren in eine Kurve über die Kolben in den am Drehgestell fest angeordneten Zylindern eine Bewegung aus, durch welche durch die Verbindungsleitungen eine Druckflüssigkeit in die außen am Drehgestell angeordneten Druckzylinder strömt, wodurch die Kolben in diesen Druckzylindern die Achslagerbuchsen so verschieben, daß sich die Achsen in Richtung des Kurvenradiuses einstellen. Eine solche Anordnung ist jedoch sehr kompliziert und wartungsbedürftig.

Es ist die Aufgabe der im Patenanspruch 1 angegebenen Erfindung, eine Anordnung mit einer

laufes anzugeben, welche nicht durch die Reibungskräfte zwischen Schiene und Radkranz sondern durch die beim Einlauf in eine Kurve auftretenden Querführungskräfte eingeleitet wird.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei der eingangs erwähnten Anordnung erfindungsgernäß darin, daß die Anlenkungspunkte der Lenker am Achslager bzw. an dem Fahrzeug- bzw. Drehgestellrahmen ,η der Grundstellung auf den Eckpunkten eines gleichschenkligen Trapezes liegen und daß die Federn horizontal in Fahrzeugquerrichtung angeordnet sind und sich einerseits an gegenüber den nach außen zeigenden, achsparallelen Seiten des Achslagers angeordneten, parallel zum Rahmenlängsträger verlaufenden Nasen und andererseits an einem U-förmigen Teil des Drehgestellrahmens abstützen.

Der Radsatz ist also gegenüber dem Fahrzeug- bzw. Drehgestellrahmen durch Längslenker angelerikt, welche in ungefähr horizontaler Ebene liegen, jedoch in Längsrichtung des Fahrzeuges gesehen schrägliegend angeordnet sind. Hierdurch erfolgt eine kinematische Viergelenkführung des Radsatzes gegenüber dem Fahrzeugrahmen. Diese Viergelenkführung wird bei einer Anordnung der Lenker zwischen Achslager und Drehgestellmitte erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Abstand der Anlenkpunkte der L nker am Drehgestellrahmen kleiner ist als auf der Acr iagerseite. Bei einer Anordnung der Lenker zwischen Achslager- und Drehgestellende ist erfindungsgemäß der Abstand der Anlenkpunkte am DrehgesteliraLmen größer als der Abstand der Anlenkpunkte auf der Achslagerseite.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist es von Vorteil, daß für die Geradeausfahrt durch die schräg gestellten Längslenker eine stabilisierende Einstellung in die Mittelstellung dadurch gegeben ist, daß sich die gegenseitigen Seitenführungskrüfte zwangsmäßig aufheben.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Gelenke sphärisch ausgebildet. Sie können erfindungsgemäß als Gummigelenke ausgebildet sein und lassen so sphärische Bewegungen zu. Die Gelenke der Schräglenker sind damit so ausgeführt, daß sie eine Vertikalbewegung des Radsatzes sowie auch eine einseitige Vertikalbewegung desselben ermöglichen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Richtung der Lenker so gewählt, daß die Verlängerungen der Lenkerachse ungefähr durch den Drehpunkt des Drehgestells verlaufen. Bei einer solchen Ausführung sind bei Geradeausfahrt Schlingerbewegungen des Drehgestellrahmens (also eine Drehung des Drehgestellrahmens in horizontaler Ebene um die senkrechte Drehachse in Drehgestellmitte) ausgeschlossen, da keine Winkelveränderungen der Radsatzachsen eintreten können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt Es zeigt

*· i g. 1 ein Prinzipschema einer Achsanordnung in normaler Mittellage mit Lage der Lenker zwischen Achslager und Drehgestellmitie,

Fig.2 die Anordnung nach Fig. 1, jedoch mit nach rechts quer verschobener und winklig eingestellter Achse,

F i g. 3 eine Achsanordnung mit Lenkern zwischen Achslagern und Drehgestellende in normaler Mitteliage und

F i g. 4 die Anordnung nach F i g. 3 mit axial nach rechts ausgelenkter und winklig einstellbarer Achse.

Sn den Zeichnungen ist mit 1 ein Drehgestell- bzw. Fahrzeugrahmen bezeichnet. Am Drehgestellende sind jeweils in Achslagern 2 Radsätze 6 gelagert. Die Achslager weisen als Querfederung an der bei F i g. 1 und 2 nach außen zeigenden achsparallelen Seite Naser, 21 auf, an deren beiden Seiten jeweils Federn 22 anliegen, die sich gegenüber einem U-förmigen Teii 5 des Drehgestellrahmens abstützen. An der gegenüberliegenden Seite des Achslagers 2 greifen Lenker 4 an. die sich bei der. Ausführungsbeispielen nach F i g. 1 und 2 nach inn^n am Drehgestellrahmen gelenkig abstürzen. Die Gelenkpunkte 41 und 42 der Lenker liegen au! den Ecken eines gleichschenkligen Trapezes.

Bei den in Fig. 3 und 4 dargestellten Anordnunger greifen die Lenker 4 an der gegenüberliegenden Seite der Achslager an und stützen sich am äußeren Teil de: Drehgestellrahmens 1 an den Gelenkpunkten 41 ab, und die Querfederung ist nach innen gerichtet cargestellt.

Die Anordnung arbeitet wie folgt:

Bei Eintreten einer Querbewegung des Radsatzes 6 von der Größe fq, z. B. durch Fliehkräfte während des Kurvenlaufes oder durch Stoßkräfte beim Einfahren in Kurven, erfolgt mit der Querbewegung gleichzeitig eine winklige Verschiebung /x des Radsatzes 6 in der Horizontalebene. Diese winklige Verschiebung entspricht dem Radialeinstellungswinkel beim Kurvenlauf. Die Größe der Querfederung ist abhängig von den Zentrifugalkräften während des Kurvenlaufes.

Die Quer federung sowie die Lenkerlänge und der Lenkeranstellwinkel sind größenordnungsmäßig so ausgelegt, daß bei der durchschnittlichen Kurvenfahrgeschwindigkeit das Radialeinstellen dem Kurvenradius entspricht. Beim Einfahren in Kurven ergibt sich eine klarere Situation, weil beim Querverschieben des einfahrenden Radsatzes sich automatisch ein Einbiegungswinkel des Radsatzes in die zu beginnende Kurve ergibt. Es läßt sich nachweisen, daß hierdurch bessere Kurveneinlauf-Bedingungen gegeben sind, als bei bekannten Achsanordnungen, da mit Sicherheit Spießgangstellungen vermieden werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. In axialer Richtung bewegliche Achsanordnung im Fahrzeug- oder Drehgestellrahmen eines Schienenfahrzeuges mit am Achslager angreifenden Federn, deren anderes Ende am Fahrzeug- oder Drehgestellrahmen angreifen und mit auf der einen Seite der Lager in etwa horizontaler Lage angeordneten Lenkern, deren anderes Ende am Fahrzeugrahmen oder Drehgestellrahmen angelenkt ist, dadurch gekennzeichi. et, daß die Anlenkungspunkie der Lenker (4) am Achslager (2) bzw. an dem Fahrzeug- bzw. Drehgestellrahmen (1) in der Grundstellung auf den Eckpunkten eines gleichschenkligen Trapezes liegen und daß die Federn (3) horizontal in ^ahrzeugquerrichtung angeordnet sind und sich einerseits an gegenüber den nach außen zeigenden, achsparallelen Seiten des Achslagers (2) angeordneten, parallel zum Rahmenlängsträger verlaufenden Nasen (21) und andererseits an einem U-förmigen Teil (3) des Drehgestellrahmens (1) abstützen.

2. Achsanordnung nach Anspruch 1 bei einer Anordnung der Lenker zwischen Achslager u^d Drehgestellmitte, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Anlenkpunkte (Gelenkpunkte 41) der Lenker (4) am Drehgestellrahmen (1) kleiner ist als auf der Achslagerseite (F ig. 1 und 2).

3. Achsanordnung nach Anspruch 1 bei einer Anordnung der Lenker zwischen Achslager und Drehgestellende, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Anlenkpunkte (Gelenkpunkte 41) am Drehgestellrahmen größer ist als der Abstand der Anlenkpunkte auf der Achslagerseite (F i g. 3 und 4).

4. Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (41 bzw. 42) sphärische Bewegungen zulassen.

5. Achsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke Gummigelenke sind.

6. Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Lenker so gewählt ist, daß die Verlängerungen der Lenkerachsen ungefähr durch den Mittelpunkt (Drehpunkt) des Drehgestelles verlaufen.