DE2440069B2

DE2440069B2 - Drehgestell für die gemeinsame gelenkige Abstützung zweier Wagenkasten

Info

Publication number: DE2440069B2
Application number: DE2440069A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Dr.- Ing. 2000 Hamburg Bugarcic
Original assignee: HAMBURGER HOCHBAHN AG 2000 HAMBURG
Current assignee: Alstom Transport Deutschland GmbH
Priority date: 1974-08-21
Filing date: 1974-08-21
Publication date: 1978-10-12
Also published as: GB1513437A; AT340465B; FR2282360B1; DK374775A; US4044687A; DE2440069C3; DK148321C; SE402894B; DE2440069A1; FR2282360A1; SE7509305L; ES440336A1; ATA631775A; DK148321B; NL7509923A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehgestell für die gemeinsame gelenkige Abstützung zweier Wagenkästen, insbesondere von schienengebundenen Gelenktriebwagen.

Das bekannte Jacobs-Drehgestell (L u e g e r: Lexikon der Fahrzeugtechnik, Stuttgart 1967, Seite 304) ermöglicht zwar ein kinematisch einwandfreies Durchfahren ebener Gleisbogen, es läßt aber den beiden verbundenen Wagenkasten kaum Möglichkeit zu unabhängiger Wankbewegung, so daß beim Auftreten starker Überhöhungsrampen, beispielsweise bei U-Bahnen oder Stadtschnellbahnen, die Entgleisungssicherheit durch einseitig starke Radentlastung beeinträchtigt wird. Dies gilt auch, wenn jeder Wagenkasten auf dem Drehgestell durch einen zusätzlichen, auf dem Drehgestell querbeweglich geführten Zapfen abgestützt wird (DE-PS 28 349).

Bei einem anderen bekannten Drehgestell (Helmut Bugarcic: »Dreiteiliger U-Bahn-Triebwagen...« in Glasers Annalen, Heft 4, 1968) sind in erheblichem Längsabstand voneinander zwei Drehzapfen in Verbindung mit einer gemeinsamen Kuppelstange sowie einem Längslenker und vier Querlenkern vorgesehen. Die senkrechte Lastabstützung der beiden Wagenkästen wird mit je einem Wiegebalken bewerkstelligt, der an beiden Enden gefedert mit dem Drehgestell verbunden ist und den Wagenkasten an seinen Enden über Gleiteinrichtungen aufnimmt, die aus zusammenwirkenden Gleitplatten am Wiegebalken und am Wagenkasten bestehen. Diese Anordnung erlaubt den beiden Wagenkasten zwar die Möglichkeit einer unabhängigen Wankbewegung und gewährleistet damit eine geringe Radentlastung in der Überhöhungsrampe, bedingt aber infolge des großen Längsabstands der Drehzapfen ίο erhebliche Querauslenkungen der Enden der Wagenkästen und verbietet dadurch den Fahrgastübergang von einem Wagenkasten zum anderen. Es hat sich ferner gezeigt, daß die Gleiteinrichtung nicht schwingungsfrei arbeitet, weil die Wiegen gegenüber dem Drehgestell '⁵ unstarr über die Federn gehalten werden und daher dazu neigen, der Bewegung des von ihnen getragenen Wagenkastens in der Art einer Ratterbewegung zu folgen. Es hat sich auch erheblicher Verschleiß an den Gleiteinrichtungen gezeigt, der teilweise auf diese Schwingungen, zum anderen Teil auf die erheblichen Relativbewegungen infolge der Distanz zwischen Gleiteinrichtung und Drehzapfen und schließlich teilweise auf unzureichende Schmiermöglichkeit zurückgeführt werden kann.

Ferner ist ein wiegenloses Drehgestell bekannt, auf dem sich die Enden zweier Wagenkästen über drei Auflagepunkte abstützen, von denen je einer nahe der Drehgestellmitte als Führungsdrehzapfen ausgebildet ist, während die beiden anderen in Längsrichtung von diesem entfernt als Gleiteinrichtungen ausgebildet, sind, deren eine Gleitfläche starr mit dem Wagenkasten verbunden ist, während die andere über eine Gummifeder mit dem Drehgestell verbunden ist. — Wegen des großen Längsabstands der beiden Gleiteinrichtungen von dem Drehzapfen treten an den Gleiteinrichtungen große Relativbewegungen, ggf. unter Schwingungserscheinungen, mit starkem Verschleiß auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehgestell zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Drehgestelle vermeidet und insbesondere beiden Wagenkästen unabhängige Wankbewegung gestattet und einen direkten Fahrgastübergang von einem Wagenkasten auf den anderen ermöglicht.

Dabei geht die Erfindung von demjenigen bekannten Drehgestell aus, bei dem jeder Wagenkasten einen eigenen Drehzapfen aufweist und zur serkrechten Abstützung eine Wiege dient, an deren Enden je eine Feder und eine Gleiteinrichtung angeordnet sind.

Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung ist die Wiege als ein von dem Drehzapfen geführter Drehschemel ausgebildet, dessen Enden sich über die Gleiteinrichtung auf dem Drehgestell abstützen und den Wagenkasten mittels der Federn tragen.

Diese Anordnung gestattet es, die Drehzapfen in äußerst geringer Entfernung voneinander anzuordnen. Die Entfernung muß lediglich so groß sein, daß den beiden Drehschemeln eine ungestörte Relativbewegung möglich ist. Infolge dieser geringen Entfernung der Drehzapfen, die zweckmäßigerweise geringer als 1000 mm ist, bleiben die seitlichen Relativbewegungen der einander zugewendeten Wagenenden sehr gering, so daß ein unmittelbarer Fahrgastübergang möglich ist.

Da jeder Drehschemel mittels des Drehzapfens fest gegenüber dem Drehgestell geführt ist, neigt er nicht zu Ratterbewegungen. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Gleiteinrichtung etwa im Höhenbereich des Drehzapfenlagers befindet. Dadurch wird nämlich die Bildung

eines vertikalen Hebelarms zwischen den in der Gleiteinrichtung wirkenden Reibkräften und dem Drehzapfenlager vermieden, der Anlaß zu Drehschv.ingungen geben könnte. Aus demselben Grund ordnet man vorteilhafterweise den Angriffspunkt der Feder an dem Drehschemel gleichfalls etwa im Höhenbereich des Drehzapfenlagers an. Dies ist besonders leicht möglich bei Verwendung einer Gummirollfeder, deren Dorn starr mit dem Wagenkasten verbunden ist, während die den Gummirollfederkörper aufnehmende Glocke am bzw. im Ende des Drehschemel angeordnet ist.

Die an der Gleiteinrichtung auftretenden Relativbewegungen und -geschwindigkeiten sind wesentlich geringer als im Falle des bekannten Drehgestells, weil der Drehzapfen si^h wesentlich näher an der Gleiteinrichtung befindet. Dadurch wird die Schwingungsneigung weiter vermindert und der Verschleiß herabgesetzt.

Schließlich ist als Vorteil zu vermerken, daß die Gleiteinrichtung sich unterhalb des Drehschemel auf dem Drehgestell befindet. Dies gibt die vorteilhafte Möglichkeit, für die Gleiteinrichtung ein ölbad vorzusehen.

Zwischen den Drehschemeln und den Wagenkästen können Lenker vorgesehen sein, die eine in horizontaler Richtung oder wenigstens in der Längsrichtung starre Verbindung gewährleisten, wodurch eine selbständige Schwingungsmöglichkeit der Drehschemel fast gänzlich ausgeschlossen werden kann. Diese Lenker werden zweckmäßigerweise als in Wagenmitte wirkende Längslenker oder seitlich angeordnetes Längslenkerpaar ausgeführt, so daß eine Kraftübertragung vom einen Wagenkasten auf den anderen — beispielsweise im Falle eines Zusammenstoßes — unter Umgehung der Federn möglich ist.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Darin zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht,

F i g. 2 die Draufsicht,

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß Linie A-A der F i g. 2 und

Fig.4 eine Schnittansicht in größerem Maßstab gemäß Linie ß-ßder F i g. 2.

Rahmen 1 und Radsätze 2 des dargestellten Drehgestells sind konventionell. Ferner sind strichpunktiert die Enden zweier auf dem Drehgestell abgestützter Wagenkasten 3 angedeutet, die mit einer Brücke 4 für den Fahrgastübergang versehen sind.

Im mittleren Bereich des Drehgestells sind mit geringem Mittenabstand von beispielsweise 300 bis 400 mm Drehzapfen 5 vertikal auf der Mittellinie des Drehgestells angeordnet (Fig.4), deren Drehachsen mit der Bezugsziffer 6 bezeichnet sind. Auf jedem Drehzapfen 5 ist ein sich balkenförmig in Querrichtung des Drehgestells erstreckender Drehschemel 7 mittels des Drehzapfenlagers 8 drehbar gelagert. Die auf ihrer Unterseite durch den Rahmen 1 des Drehgestells starr miteinander verbundenen Drehzapfen 5 sind an ihrem oberen Ende zusätzlich mittels eines Riegels 9 starr miteinander verbunden. Längskräfte können daher ohne starke Biegebeanspruchung der Drehzapfen 5 übertragen werden.

Zwischen jedem Drehschemel 7 und dem zugehörigen Wagenkasten 3 ist mittig ein Lenker 10 (oder seitlich ein Lenkerpaar) vorgesehen, der durch Gelenke 11 und 12 einerseits mit dem Drehschemel 7 und andererseits mit dem Wagenkasten 3 verbunden und so ausgebildet ist, daß er die Längskräfte zwischen dem Drehschemel 7 und dem zugehörigen Wagenkasten 3 ohne seitliche Belastung der später zu beschreibenden Federn 16 zu übertragen vermag, die den Wagenkasten 3 auf dem Drehschemel 7 abstützen. Über die Lenker 10, die Drehschemel 7, die Drehzapfen 5 und die diese verbindenden Teile des Rahmens 1 und des Riegels 9 findet somit eine direkte Längskraftübertragung von

ίο einem Wagenkasten 3 zum nächsten statt.

Die Drehschemel 7 sind gemäß Fig.2 in der Draufsicht schwach winklig ausgebildet, damit sie einander ausreichenden Platz bei Winkelbewegung der zugehörigen Wagenkasten 3 lassen.

Auf der Unterseite jedes Endes eines Drehschemels 7 ist die Gleiteinrichtung vorgesehen, die aus einer schemelseitigen Gleitplatte 13 und einer rahmenseitigen Gleitplatte 14 besteht. Die Form der letzteren ersieht man aus F i g. 2, links, wo der besseren Übersicht halber die Darstellung des Drehschemels 7 fortgelassen wurde. Es ist dort lediglich der Umriß einer schemelseitigen Gleitplatte 13 auf der rahmenseitigen Gleitplatte 14 angedeutet. Letztere trägt bogenförmige Enden entsprechend dem möglichen Bewegungsweg der schemel-

seitigen Gleitplatte 13 und kann mit einem ein ölbad eingrenzenden Rand umgeben sein. Die drehschemelseitige Gleitplatte 13 kann mit einem Belag mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten (beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen) versehen sein.

jo Koaxial oberhalb der Gleiteinrichtung 13, 14 ist an jedem Ende des Drehschemels 7 eine Gummirollfeder 16 vorgesehen, deren Glocke 17 starr mit dem Drehschemel 7 verbunden ist, während der Dorn 18 mit dem Wagenkasten 3 verschraubt ist und vertikal von diesem nach unten ragt. Die Glocke 17 der Feder 16 ist durch Flansche mit dem Drehschemel 7 verbunden. Dies ergibt die Möglichkeit, die Glocke 17 ohne wesentlichen Vertikalabstand oberhalb der Gleiteinrichtung 13, 14 vorzusehen. Einerseits wird dadurch Höhe eingespart;

w andererseits ergibt dies einen minimalen Hebelarm zwischen dem Angriffspunkt des Domes 18 an der Feder 16 und den reibenden Flächen der Gleiteinrichtung 13,14 wodurch die Entstehung von Schwingungen erschwert wird. — In üblicher Weise ist zur Feder 16 ein Stoßdämpfer 20 parallel geschaltet.

Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, daß die Dornpaare 18 und Stoßdämpfer 20 nicht unmittelbar am Wagenkasten 3 sondern an einer Konsole 21 angreifen, die mit dem Wagenkasten 3 fest verbunden ist und als

5ü Aufnahme für geteilte Beilage-Ringe zur Höhennachstellung des Wagenkastens 3 bei größerem Radreifenverschleiß oder Federsetzung dienen kann. Auch der Lenker oder das Lenkerpaar 10 können mit dieser Konsole 21 verbunden sein.

Wie aus dem Ausführungsbeispiel ersichtlich ist, findet eine seitliche Relativbewegung der einander zugewendeten Enden der Wagenkästen 3 bei einer Winkelbewegung praktisch nicht statt. Es kann daher ohne weiteres ein Personenübergang zwischen den

to Wagenkasten 3 vorgesehen werden. Ferner ist bemerkenswert, daß die Bewegungsstrecken der Gleiteinrichtungen 13,14 wegen ihrer Nähe zur Drehachse 6 extrem gering sind. Die Kraftübertragung vom Wagenkasten 3 auf den zugehörigen Drehschemel 7 findet bei einer

bi Schwenkbewegung des Wagenkastens 3 in unmittelbarer Nähe der Gleiteinrichtungen 13, 14 statt. Ein nennenswerter Hebelarm zwischen dem Bereich der Kraftübertragung in der Gummirollfeder 16 und der

Wirkungslinie der Reibkraft im Bereich der Gleiteinrichtung 13,14, der zu Schwingungsbewegungen Anlaß geben könnte, ist vermieden. Da die Gleiteinrichtungen 13,14 und die Federn 16 koaxial zueinander angeordnet sind, werden die Enden der Drehschemel 7 praktisch nicht auf Biegung beansprucht. Translatorische Schwingungen des Drehschemels 7 in horizontaler Ebene sind wegen seiner Fixierung um die Drehachse 6 ausgeschlossen. Da außerdem die Reibungsverhältnisse an den Gleiteinrichtungen 13, 14 durch ein ölbad günstig gestaltet werden können, ist mit wesentlich geringerem Verschleiß als bei herkömmlichen Anordnungen zu rechnen. Längskräfte von Wagenkasten zu Wagenkasten können ohne Biegebeanspruchung der Drehschemel 7 und Federdorne 18 durch die Lenker 10 ir Wagenmitte übertragen werden. Müßten an Stelle des mittleren Lenkers 10 zwei seitliche Längslenker je Wagenkasten vorgesehen werden, so ist die Kraftübertragung von einem Wagenkasten zum anderen ebenfalls unter Umgehung der Federn 16 möglich. Dabei ist die Konstruktion robust, einfach und in jeder Richtung platzsparend, wobei eine wesentlich bessere Laufgüteziffer quer zur Fahrtrichtung als bei einem Drehgestell mit weit auseinanderiiegenden Drehzapfen zu erwarter ist, zumal auch die Einleitung der Querstöße vom Drehgestell in den Wagenkasten kinematisch günstiger ist und die Querelastizität der Federn 16 unverminderl zur Wirkung gelangen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehgestell für die gemeinsame gelenkige Abstützung zweier Wagenkästen, insbesondere von schienengebundenen Gelenktriebwagen, bei dem für jeden Wagenkasten ein von dem Drehzapfen des anderen Wagenkastens in Längsrichtung entfernter Drehzapfen und zur senkrechten Abstützung eine Wiege vorgesehen sind, an deren Enden je eine Feder und eine Gleiteinrichtung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wiege als ein von dem Drehzapfen (5) geführter Drehschemel (7) ausgebildet ist, dessen Enden sich über die Gleiteinrichtungen (13, 14) auf dem Drehgestell (1) abstützen und den Wagenkasten (3) mittels der Federn (16) tragen.

2. Drehgestell nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzapfen (5) einen Mittenabstand von weniger als 1000 mm haben.

3. Drehgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleiteinrichtung (13, 14) sich etwa im Höhenbereich des Drehzapfenlagers (8) befindet.

4. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Angriffspunkt der Feder (16) an dem Drehschemel (7) sich etwa im Höhenbereich des Drehzapfetilagers (8) befindet.

5. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (16) eine Gummirollfeder ist, deren Dorn (18) starr mit dem Wagenkasten (3) verbunden ist.

6. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gleiteinrichtung (13,14) ein ölbad vorgesehen ist.

7. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Lenker (10) zwischen den Drehschemeln (7) und den Wagenkästen (3) vorgesehen sind.