DE2422226C3 - Drehgestell mit verwindungsweichem, ecksteifem Rahmen für Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeuge - Google Patents
Drehgestell mit verwindungsweichem, ecksteifem Rahmen für Hochgeschwindigkeits-SchienenfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehgestell mit verwindungsweichem, ecksteifem Rahmen für Hochgcschwindigkeits-Schienenfahrzeuge
mit zwei Langtriigern, von denen der eine Langträger in der Quermiticlebcne
mit einem Querträger fest, und der andere Langträger gleichfalls in der Quermittelebene
über ein Gelenk mit dem Querträger in vertikaler Richtung schwenkbar, jedoch um seine Längsachse
kippsicher verbunden ist.
Es ist ein Drehgestell bekannt, bei dem die beiden Langträger mittels Querbalken und Drehzapfen gelenkig
miteinander verbunden sind. Der Drehzapfen ermöglicht vertikale Ausdrehbewegungen, verhindert
aber das Kippen der Langträger um ihre zur Mittellangsebene des Drehgestells parallel liegende Längsachse.
Eine ecksteife Verbindung der beiden Langträger ist nicht erkennbar, es sei denn, die Ecksteifigkeit
wird durch die Achslager hergestellt. Im Bereich zwischen den Radsätzen und dem Querbalken, welcher
die beiden Langträger verbindet, ist jeweils ein Quergestänge angebracht, welches aber nur dem Anbringen
der Scheibenbremsen dient und nichts zur Ecksteifigkeit beitragen kann, da die Verbindung des
Quergestänges mit den Langträgern über Gelenke erfolgt. Diese Maßnahmen sind aber für ein schnellauffähigeä
Drehgestell nicht ausreichend und geben Anlaß zu erhöhtem Verschleiß der Achslager oder
gegebenenfalls sogar zu Heißläufern, die bei einem Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeug ein hohes
Risiko darstellen (CH-PS 515 140).
Außerdem ist ein Drehgestell mit zwei jeweils auf den Radsätzen ruhenden, ausschließlich in zur Drehgestellängsachse
parallelen Ebenen beweglichen Langträgern bekannt, die mittels vier in den Ecken
eines breiten Querträgers angeordneter Gummihülsen zu einem Drehgestellrahmen verbunden sind.
Dieses Drehgestell gestaltet nicht den Einbau der für
Schnellfahrt unerläßlichen genügend weichen ersten Federung bei den Achslagergehäusen. Ferner ist es
nicht im erforderlichen Maße eckensteif (DE-AS 1455 128).
Ferner ist ein Drehgestell mit einem elastisch diagonal versteiften Innenrahmen bekannt, wobei der
Rahmen nur aus zwei Langträgern, den durch diese verbundenen Achslagern samt zugehörigen Radsätzen
und einer zwei diagonal gegenüber liegende Achslagergehäuse verbindenden Diagonalstrebe besteht.
Diesem Rahmen fehlt völlig die erforderliche Ecksteifigkeit. Auch ist bei den Achslagcrgehäusen die erforderliche
erste Federung nicht vorgesehen. In den Gelenken ist außerdem zuviel elastisches Spiel vorhanden
(DE-AS 1268 174).
Mit elastischem Rahmen ist ferner ein bekanntes Straßenbahndrehgestell ausgestattet, dessen vier Losräder
auf pendelnden Rollenlagern frei gelagert sind, wobei die doppelte Aufhängung ausschließlich aus
Gummi besteht. Der aus zwei Dreiecken mit je einem sie bei den Kopfstücken mit je einem Langträger verbindenden
Gelenk aufgebaute Rahmen gestattet eine gleichmäßig abgefederte Abstützung aller Räder auf
den Gleisen. Auf den Langträgern ist unter Zwischenschaltung von Gummifedern und Ausgleichshebeln
eine den Wagenkasten tragende Wiege gelagert. Dieses achswellenlose Straßenbahndrehgestell ist so
hochgradig flexibel, daß es für eine Schnellfahrt keine ausreichende Sicherheit bietet (»Wirtschaft und
Technik im Transport«, Schweiz, Jahrgang 1950, Seiten
56 und 57, Fig. 22).
Schließlich ist ein verwindungsweiches, ecksteifes Drehgestell mit H-förmigem Rahmen bekannt, bei
dem die Lang- und Querträger verdrehweich ausgebildet und die Eckpunkte durch aus flachen Blechstreifen
gefertigte Diagonalstreben verbunden sind. Die Ausgestaltung dieses Drehgestells in dieser Weise
beruht darauf, daß die Langträger an ihren beiden Enden drehsteif ausgebildet sind. Damit diese Drehgestelle
bei hinreichender Ecksteifigkeit ausreichend verwindungsweich werden, sind Konzessionen hinsichtlich
aufzunehmender Normalkräfte qus Wagenkastcnlast und Seitenstoß erforderlich, wobei auch die
Formgebung des Rahmens gewissen Einschränkungen unterliegt (DE-AS 1 605 141 bzw. DE-OS 1 755 032).
Demgegenüber besteht die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe darin, unter Anwendung eines verwindungsweichen
Rahmens ein Hochgeschwindig-
keits-Drehgestell zu schaffen, das den neuesten spurführungstechnischen
Erkenntnissen Rechnung trägt, dessen Rahmen einer exakten Berechnung zugänglich ist und in dem bereits bewährte, bei maßgebenden
Bahnen eingeführte Baugruppen Verwendung finden können.
Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Drehgestell der eingangs beschriebenen Art durch die Kombination
folgender an sich bekannter Merkmale gegeben:
a) der Querträger ist in der Mittelquerebene des Drehgestells mit einem der beiden in Fahrtrichtung
zueinander parallel liegenden Langträger fest verbunden, während der andere der beiden
Langträger mittels eines verschleißfrei ausgebildeten, sich in seiner Achsrichtung erstreckenden,
verhältnismäßig langen Drehzapfens kippsicher, jedoch gegenüber dem anderen Langträger
verdrehbar an dem Querträger an^elenkt ist,
b) die beiden Langträger tragen an ihren Enden steife, nach innen gerichtete Eckstücke, die
durch Federblätter quer zur Fahrtrichtung über eine, an den Enden der Federblätter angebrachte
Sägezahnverbindung ecksteif, jedoch in vertikaler Richtung schwenkbar miteinander verbunden
sind;
c) die Radsätze sind gegenüber den Langträgern mittels Schraubenfederpaaren als Primärfederung
abgefedert, wobei die Führung der Radsätze über einander entgegengesetzte, in Fahrtrichtung
weisende Fcdcrblattlenker erfolgt, die an einem Ende über eine Sägezahnverbindung
am Langträger und am anderen Ende über verschleißfreie Gummigelenke am Achslagergehäuse
angelenkt sind.
Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, sondern
es werden auch noch folgende spezielle Vorteile erzielt: Der Rahmen ist wie erwünscht durch das in der
Drehgestellmittelquerebene liegende verschleißfreie elastische Mittel in senkrechter Richtung verwindungsweich.
Die Ecksteifigkeit in Längsrichtung bleibt bestehen. Zusätzlich ist gegenüber den bekannien
verwinduiigsweichen Rahmen eine Steifigkeit in
Querrichtung erhalten worden. Die beiden Drehgestell-Langträger können trotz der Möglichkeit des
Verschwenkens um die Querachse sich doch nicht um ihre Längsachse verdrehen. Die Ecksteifi^keit des
Rahmens bewirkt, daß die vier Radaufstandspunkte. im Diagonalmaß gemessen, ständig ein rechtwinkliges
Viereck bilden. Zusätzliche Belastungen der Achslager durch gänzlich fehlende oder mangelhafte Ecksteifigkeit
unterbleiben. Dies ist für Schne'lfahrten unerläßlich.
Die Verbindung der beiden Langträger durch Federblätter, welche mittels Sägezahnverbindung an
nach innen gerichtete Eckstücke der Langträger hergestellt wird, hat den1 Vorteil, daß die Verbindung lösbar
ist und doch hohe Ecksteifigkeit garantiert. Die Lösbarkeit hat den Vorteil, daß der Drehgestellrahmen
am Montagestand leicht einjustiert werden kann, ohne daß auf eine formschlüssige Verbindung verzichtet
werden müßte.
Die Anordnung einer Primärfederung zwischen Achslagergehäuse und Rahmen macht das Drehgestell
im besonderen Maße schnellauffähig, weil nur so die ungefederten Massen soweit wie möglich reduziert
sind. Die mittels Achslenker geführten und über eine Primärfederung gegenüber den Langträgern abgestützten
Achslager gestatten die Verwendung von Zylinderrollenlagern an Stelle von Pendelrollenlagern,
da diese Achsführung im erforderlichen Maße gewisse Verschränkungen zwischen Drehgestell-Langträger
und Achslagergehäuse zuläßt.
Der eigentliche Drehgestellrahmen ist in den jeweils erforderlichen Bereichen starr bzw. nachgiebig.
Zum Beispiel wird die Wagenkastenauflast über einen starren Balken und die Primärfederung auf die Räder
übertragen wobei dennoch der gesamte Rahmen eine quasi statisch bestimmte Abstützung bezüglich der
vier Radaufstandpunkte bewirkt. Die einzelnen Räder können daher bei Abweichungen der Gleislage von
der geometrischen Linie, aber auch in Weichenstraßen sowie auf Überhöhungsrampen u. dgl. den Unebenheiten
bzw. Verschränkungen der Fahrbahn leichter als bei einem Starrahmen folgen. Dies führt zu einer
gerade bei einem Schnellaufdrehgestell wesentlichen günstigeren Rahmenbeanspruchung. Die einheitlichen
Raddrücke bei allen Fahrbahngegebenheiten verbessern auch entscheidend die Entgleisungssicherheit.
Als besonders vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen
Rahmen noch zu werten, daß der Langträger beliebig abgekröpft ausgeführt sein kann. Schließlich
ist diese Rahmenkonstruktion verhältnismäßig leicht statisch zu berechnen.
Ein Ausführung,beispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematise)! dargestellt. Es zeigt
Fig. I das erfindungsgemäße Schnellfahr-Drehgestell
in Seitenansicht.
Fig. 2 den Grundriß des Schneilluhr-Drehgestells
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch das Schnclllahr-Drehgestell
nahe dessen lotrechter Queimiitdebeiie.
Gemäß Fig. 1 bis 3 hat Jas Drehgestell 1 für Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeuge
einen verwindungsweichen, jedoch in zwei Ebenen ecHteiien
Drehgestellrahmen 2. Dieser besteht aus zwei steifen, aus Blechen vorzugsweise als Kastenprofil geschweißten
Langträgern 3 und 4. die sich gegeneinander zwar in lotrechter Richtung verschwenken können, in horizontaler
Ebene hingegen ecksteif 'egeneinander geführt
sind. Zur um die Querachse nachgiebigen Verbindung der beiden Langiräger 3 und 4 dienen
verschleißfreie Mittel, bestehend aus einem Drehzapfen 5, der mit in der lotrechten Mittelquerebene des
Drehgestells 1 liegender Längsachse bzw. symmetrisch zu dieser Ebene vorgesehen ist.
Zwei weitere verschleißfreie Mittel bilden Bestandteile der Kopfstücke des Drehgestells 1; sie bestehen
aus horizontal liegenden Federblät'.ern 35. Die Enden der Federblätter 35 sind ecksteif mit den Langträgerenden
7 verbunden, die hierzu als steife Eckstücke 8 ausgebildet sind. Die Eckstücke 8 werden,
gegebenenfalls so gestaltet, daß sie sich auch für die Befestigung beispielsweise von Bremsteilen eignen.
In dem Ausführungsbeispiel ist der ecksteife An-Schluß der Federblätter 35 als Sägezahnverbindung 6
ausgeführt. Im Rahmender Erfindung liegen auch beliebig andere, vorzugsweise form- und/oder kraftschlüssige
Verbindungen zwischen Federblättern 35 und Eckstück 8. Mit dem nicht weiter (!^gestellten
, Aufbau 10 steht das Drehgestell 1 über einen von lotrechten Kräften entlasteter. Drehpunkt 9 in Verbindung,
wobei zwischen den beiden Fahrzeugteilen außer den vorgeschriebenen senkrechten Federweeen
noch das übliche Querspiel w' sowie - zum Abbau
von Spannungsspitzen beim Beschleunigen bzw. Verzögern - geringe Längsverschiebungen möglich sind
Zwischen Auslagcrgehäuse 11 und Drehgestellrahmen
2 belindet sich eine erste, 13, und zwischen
Drehgestellrahmen 2 und Aufbau K) eine /.weite Federung
14.
Die erste Federung 13 kann aus zwei beidseits des Achslugei gehäuses 11 angeordneten Federn 18 oder
auch aus einer einzigen, mittig oberhalb des Aehslagerge'iiäuses
untergebrachten Feder bestehen, i.'ntei Fcd:r ist hier auch eine Gruppe zusammenwirkender
Federn (z. B. konzentrisch ineinander angeordnete Schraubenfedern oder eine Kombination von Gurr:mimit
Metallfedern) zu verstehen. Horizontal bzw. lotrecht wirkende Stoßdämpfer sind wie bei schnellfahrenden
Drehgestellen aligemein üblich angebracht.
Ferner befindet sieh zwischen Achslagergehäuse 11
und Drehgestellrahmen 2 eine an sich beliebige, je doch von der ersten Federung 13 getrennte Achslagerführung
12. Diese Achslagerführung 12 kann eine starre oder eine elastische sein. In der Zeichnung ist
nur beispielsweise eine elastische Achslagerführung 12 dargestellt, Diese besteht aus einem, jedem Achslagergehäuse
11 zugeordneten Federblattlenker-Paar, bei dem zwei waagerecht und einander gegengerichtet
in gleichen Höhen oberhalb bzw. unterhalt! der Achswellenmitte vom Achslagergehäuse 11 zum Drehgestellrahmen
2verlaufende Federblattlenker 17 mit einem Ende starr, mit dem anderen Ende in einem
elastischen Drehgelenk angeschlossen sind. Gemäß diesem Beispiel ist jeder Federblattlenker 17 am
Achslagergehäuse 11 auf der einen, am Drehgestellrahmen 2 hingegen auf der anderen Seite der lotrechten
Mittelquerebene durch die Achswelle angeschlossen. An Stelle der beschriebenen könnte auch jede
andere an sich bekannte Achslenkerführung zur Lösung der gestellten Aufgabe dienen.
Das Gewicht des Aufbaus 10 wird über je eine Stützfeder 15 direkt auf die beiden Langträger 3 und
4 des Drehgestells 1 übertragen. Hierbei kann der Lasteinleitungspunkt in gewissen Grenzen freizügig
gewählt werden. Besonders überschaubare Verhältnisse ergeben sich jedoch, wenn die Last in der
Schnittlinie zwischen der Schwereebene des Langträgers 3 bzw. 4 mit der lotrechten Mittelquerebene des
Drehgestells eingeleitet wird.
Als zweite Federung 14 könnte beispielsweise eine Pendelstützfeder dienen. In der Zeichnung ist jedoch
al* bevorzugt eine sowohl in iolieclucn als auch in
wasserechten VVirkriehtungen heanspiuchbare Lui!-
lcilci dai gestellt. Das dargestellte Drehgestell !st v·.1-mit
wiegenlos, obwohl das Fehlen einer Wiege nicht erfindungswesentlich ist.
Die Luftfeder ist wie üblich durch eine Zusat/feder
16 ergänzt, »',ich einer Ausgestaltung der Erfindung
ist je Drehgestellseite je eine Zusaizfeder 16 nach Drehgistell-Ldiigsinitte zu versetzt eingebaut. Bei
drucklosen Federbälgen ruht dadurch der Aufbau 10 aai ^iiicr schmäleren Abslützbasis, was die Hntglei-Mingssicherheit
erhöht. Sofern das Hochgcschwindigkeitsiahrz'-ug
mit gleisbogenabhängiger Luftfedersicüii'ung
aüsgeiüsiei ist, kann die geschilderte Maßnahme
auch zur Vergrößerung der freien Fangwege zweckmäßig *ein.
Uin den Regellichtraum auch bei Schnellfahrt
durch Kurven weitgehend ausnützen zu können, isl eine gleisbogcnabhängige Querspielbegrenzung 20,
21 eingebaut. Gemäß Fig. 1 bis 3 ist das auf Drehgestellquermitte liegende, die beiden Langträger verschleißfrei
und elastisch verbindende Mittel wie folgt gestaltet:
Mit einem der beiden Langträger 3 oder 4 isl ein als Kastenprofil geschweißter mittlerer Querträger 22
fest verbunden, der im Bereich des zweiten Langträgers 4 oder 3 in einem verhältnismäßig langen Drehzapfen
5 endet. Der Drehzapfen 5 ist wiederum Bestandteil einer verhältnismäßig langen mit dem
Langtiäger 4 oder 3 verbundenen elastischen Buchse 38, deren Elastizität durch Anziehen der Mutter 39
;njf (.lern Drehzanfcn 5 mittels der Druckscheibe 40
verändert werden kann. Die Längsachse von mittlerem Querträger 22, Drehzapfen 5 und Buchse 38 lieut
waagerecht in der lotrechten Drehgestellmittelquerebcnc. Der so gestaltete Drehgestellrahmen 2 ist im
erwünschten Maß um die Querachse verwindungsweich und zugleich in den zwei anderen Ebenen
außerordentlich steif.
An dem Querträger 22 greift vorzugsweise nahe der Höhe der Achswellenmitte eine in der lotrechten
Fahrzeuglängsmittelebene schräg liegende Mitnehmergelenkstange 26 an, deren anderes Ende mit dem
Untergestell des Aufbaus 10 gelenkig verbunden ist. Die Gelenke an beiden Enden der Mitnehmergelenkstange
26 sind verschleißfrei. Das mögliche Querspiel if' ist durch Anschläge 27 sowie durch elastische, am
Untergestell angebrachte Puffer 28, die zusammen die Querspielbegrenzung bilden, festgelegt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnuneen
Claims (1)
- Patentanspruch:Drehgestell mit verwindungsweichem, ecksteilem Rahmen für Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeuge mit zwei Langträgern, von denen der eine Langträger in der Quermitlelebene mit einem Querträger fest, und der andere Langträger gleichfalls in der Quermittelebene über ein Gelenk mit dem Querträger in vertikaler Richtung schwenkbar, jedoch um seine Längsachse kippsicherverbunden ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, an sich bekannter Merkmale:a) der Querträger (22) ist in der Mittelquerebene des Drehgestells (1) mit einem der beiden in Fahrtrichtung zueinander parallel liegenden Langträger (3 oder 4) fest verbunden, während der andere der beiden Langträger (3 oder 4) mittels eines verschleißfrei ausgebildeten, sich in seiner Achsrichtung erstreckenden, verhältnismäßig langen Drehzapfens (5) kippsicher, jedoch gegenüber dem anderen Langträger (3 oder 4) verdrehbar an dem Querträger (22) angelenkt ist;b) die beiden Langträger (3 und 4) tragen an ihren Enden steife, nach innen gerichtete Eckstücke (8), die durch Federbiätter (35) quer zur Fahrtrichtung über eine, an den Enden der Federbiätter (35) angebrachte Sägezahnverbindung (6) ecksteif, jedoch in vertikaler Richtung schwenkbar miteinander verbunden sind;c) die Radsätze (11) sind gegenüber den Langträgern (3 und 4) mittels Schraubeniederpaaren (13) als Primärfederung abgefedert, wobei die Führung der Radsätze über einander entgegengesetzte, in Fahrtrichtung weisende FederblattlenKcr (17) erfolgt, die an einem Ende über eine Sägezahnverbindung (44) am Langträger (3 bzw. 4) und am anderen Ende über verschlcißfrcie Gummigelenke (45) am Achslagergehäuse (11) angclcnkt sind.
Priority Applications (5)
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Publications (3)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3119164A1 (de) * | 1981-05-14 | 1982-12-02 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg | Luftfederdrehgestell mit radial einstellbaren radsaetzen |
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FR2565924B1 (fr) * | 1984-06-15 | 1988-03-11 | Sambre & Meuse Usines | Bogie pour vehicule ferroviaire |
DE3441577A1 (de) * | 1984-11-14 | 1986-05-22 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg | Wiegenloses luftfederdrehgestell fuer schienenfahrzeuge |
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Publication number | Publication date |
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YU117675A (en) | 1982-05-31 |
DE2422226A1 (de) | 1975-11-27 |
IN145486B (de) | 1978-10-21 |
YU39467B (en) | 1984-12-31 |
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ES437500A1 (es) | 1977-01-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |