DE2919635C2 - Vierachsiges Drehgestell - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein vierachsiges Drehgesteil für Schienenfahrzeuge mit einem H-förmigen Hauptrahmen, der zur Auflage des Wagenkastens mittig mit einem Drehpfannenlagcr versehen ist und sich seinerseits über seine vier Enden auf Seitenwangen abstützt, durch welche jeweils zwei Radsätze paarweise zusammengefaßt sind, wobei einen Bewegungsausgleich ermöglichende sphärische Lager vorgesehen sind.

Ein derartiges vierachsiges Drehgestell ist aus der DE-AS 19 30 290 bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion ist jeder Radsatz über an seinen beiden Enden angeordnete Achslager und Achslagergehäuse sowie zwischengeschaltete Federn an den Seitenwangen gelagert, :>o daß jede Achse gegenüber den Seitenwangen getrennt abgefedert ist. Die Seitenwangen sind paarweise über wellenartige Querträger mit zwei in Laufrichtung des Drehgestells nebeneinander liegenden Enden des H-förmigen Hauptrahmens verbunden, und zwar durch Einschaltung sphärischer Lager.

Obwohl diese sphärischen Lager zur Anpassung der Querträger an die Verwindungen der in Laufrichtung liegenden Arme des H-förmigcn Hauptrahmens vorgesehen wurden, sind die zwischen dem Hauptrahmen und den Querträgern angeordneten sphärischen Lager für eine Radialeinstellung der in den Seitenwangen paarweise zusammengefaßten Radsätze wirkungslos, daß die sphärischen Lager paarweise angeordnet sind und die Querträger trotz dieser sphärischen Lager stets parallel zueinander bleiben. Es wird mit den bekannten sphärischen Lagern deshalb lediglich die Verwindung der Längsholme des Hauptrahk.rns in senkrechter Richtung ausgeglichen. Wegen der ständigen Parallcllität der Querträger ist eine Kadialeinstellung der Achspaare nicht möglich. Die bei einem vierachsigen Drehgestell notwendige Einsteilbarkeit der Achsen ist bei der bekannten Konstruktion deshalb nur dadurch gegeben, daß jede einzelne Achse sich innerhalb ihrer Federung einstellt. Hierdurch ergeben sich jedoch infolge der fehlenden Rückstellung ungenügende Laufeigen.'ichafter des bekannten vierachsigen Drehgestells.

Aus den voranstehenden Gründen ergeben sich bei der aus der DE-AS 19 30 290 bekannten Konstruktion eines vierachsigen Drehgestells große seitliche Anlaufkräfte für die jeweils am ende des Drehgestells angeordneten Achsen und hieraus resultierend ein hoher Verschleiß. Demzufolge müssen in der Praxis die Spurkränze der beiden mittleren Radsätze schwächer ausgebildet werden. Dies wiederum führt /ti dem Nachteil, daß für die Räder der vier Achsen je nach deren Lag;er innerhalb des Drehgestells unterschiedliche Abmessungen erforderlich sind, die sich nicht nur negativ auf den Herstellungspreis sondern .Mich auf die Lagerhaltung auswirken, da anstelle einet großen zwei kleinere Serien für die Radsätze antref.-rtigt werden müssen.

Der Erfindung iicf/t die Aufgabe zugrunde, unter Vermeiding der voranstehend treschiklct -n Nachteile ein vicrachsitres Drehgestell '.Il-' eingangs ''cschnebe-

ncn Λγι /u schaffen, uocucs bei einf.ichi-r konsu>_;kuon gute Luufcigenschiil'ion aufweist und insbesondere bei guier Kurvciigiingigkcii große Anlaufkräfie vermeidet.

Diese Aufgabenstellung 'vird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die quer zur Laufrichtung liegenden Enden des Hauptrahmen«· unmittelbar auf den Seitenwangen übe^r Federelemente abgestutzt sind, du: äu»^ einem Fcderwes in senkrechter Richtung eine begrenzte Verdrehung jeder Seitenlange um eine in der Langsniiue der Sdtenwaiige liegende Drehachse sowie eine b<?<7r -nzte Bewegung in Längs- und Querrichtung sowie iüi -.Visikei hierzu ermöglichen, und daß die Seiienwangen jeweils mittels eines eine allseitig bewegliche Einstellung ermöglichenden Auflagers mit sphärischer Lagerfläche mit den Achslagern der beiden Achsen der Radsätze verbunden sind.

Gemäß diesem Vorschlag der Erfindung ist jede der vier Achsen des vierachsigen Drehgestells nur über mit sphärischer Auflagerfläche versehene Auflager mit der jeweiligen Seilenwange verbunden, das heißt zwar allseitig beweglich, jedoch ohne zwischengeschaltete Federung. Hierdurch wird im Zusammenwirken mit den außer der Federung in senkrechter Richtr :g eine begrenzte Verdrehung und Bewegung in Längsrichtung und Querrichtung ermöglichenden Federelemeriten für die Radsätze die Möglichkeit geschaffen, sich beim Durchlaufen eines Gleisbogens selbsttätig an den jeweiligen Schienenverlauf anzupassen, wobei jedoch dafür gesorgt wird, daß die Radsätze jeweils in die Mittellager zurückkehren, so daß das erfindungsgemäße Drehgestell auch einen exakten Geradeauslauf gewährleistet, hohe Anlaufstöße vermeidet und auf unterschiedliche Räder verzichtet. Voraussetzung hierfür ist die fehlende Federung der einzelnen Achsen gegenüber der Seitenwange und die Verlagerung der Federung zwischen die Seitenwangen und die Enden des Hauptrahmeris. die zu diesem Zweck mit ihren sich auf den Seitenwangen abstützenden Trägern nicht wie beim Stand der Technik in Laufrichtung des Drehgestells, sondern quer hierzu verlaufen. Die erfindungsgemäße Konstruktion :rsctzt somit die beim Stand der Technik bekannte Einzeleinstellung jeder Achse durch eine paarweise Einstellung der mittels der Seitenwangen zusammengefaßten Radsätze und erzeugt somit gezielte Rückstellkräfte, die das gesamte Laufverhalten des vierachsigen Drehgestells erheblich verbessern.

Diese Verbesserung macht es mögi.ch, erfindungsgemäße Drehgestelle mit extrem kleinen Raddurchmessern für Giiterfahrzeuge mit hohen Fahrgeschwindigkeiten zu verwenden.

Das Federelement zwischen jedem Ende des H-förmigen Hauptrahmens und der zugehörigen Seitenw.inge k.,nn gemäß ein^m weiteren Merkmal der Erfidnung als Rllfederelement ausgebildet werden. Es ermöglicht neben dem Federweg in senkrechter Richtung und der begrenzten Verdrehung jeder Seitenwange um eine in der Längsmitte der Seitenwange liegende Drehachse zusätzlich eine begrenzte Bewegung in Längs- und Querrichtung sowie eine Bewegung im Winkel zur Langs- und Querrichtung und bewirk! hierbei zugleich eine Rückstellung in die Mittcllagc. so daß '.las Fedcrelcment selbst mit Riickstcllkriiftcn belastet ist.

Hei einer bevorzugten Ausfühningsform der Erfindung sind jeweils zwei lcdcrclemcnte in Längsrichtung tier Seitenwangc nebeneinander angeordnet. Dadrueh erhöhen sich ohne Beeinträchtigung der selbsttätigen Einstellbarken die R'K'k-,ι 'Ikriiftc. I ^:m die Hauhöhe des orfinUung.-.gCii'iäbeti Drehgestells, welches vorzugsweise mil Rädern kleinen Durchmessers yr.eestaltei ist, zu !.erringern, wird m-.·. dir ! ',";,~·^Αιιτ\?. --..i'-i iiiu votge^c'^lh!agen, jede Seitenwangc im Bereich der Feu· rele ι,._ri;j gegenüber dem Bereich der Auflager für die Achslager abzusenken. Erfindungsgemäß kann das Auliager /»!.sehen jedem Achslager und der :.cge; origen Seitenwange mit einer elastischen Lagcrschirht versehen sein.

Eine erfindungsgemäße Weiterbildung des vierachsigen Drehgestells wird dndua'b erreicht, daß zwischen den in Laufrichtung hintereinander liegenden EnJen des Hauptrahmens jeweils ein an seinen beiden Enden gelenkig aufgehängter Träger angeordnet ist, an dem mindestens ein Gleitstück zur seitlichen Abstützung des Wagenkastens auf dem Drehgestell angeordnet ist. Die Gleitstücke sind vorzugsweise federnd am Träger abgestützt. Hierdurch werden unerwünschte Neigungen des Wagenkastens bei Kurvenfahrt verhindert.

Eine unerwünscht große Neigung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung auch dadurch verhindert werden, daß zwischen den in Laufrichtung hintereinander liegenden Enden des Hauptrahmens ein an seinen beiden Enden gelenkig aufgehängter Tt?ger mit mindestens einem Luftfederelement angeordnet wird, weiches mit seinem Oberteil mit dem Fahrzeug-Untergestell verbunden ist. Diese Ausführungsform des Trägers mit mindestens einem Luftfederelement ergbil nicht nur eine federnde Abstützung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell sondern auch eine Dämpfung der Drehbewegung des Drehgestells gegenüber dem Wagenkasten, so daß Schlingerbewegungcn bekämpft werden. Da der Drehwinkel des Drehgesteils gegenüber dem Fahrzeug-Untergestell verhältnismäßig klein ist, dämpfen die Luftfoderelemente die relative Drehbewegung, ohne diese Drehbewegung in unzulässigem Maß zu begrenzen.

Zur Vermeidung von Schwingungen kann es schließlich vorteilhaft sein, zwischen dem Hauptrahmen und den Seitenwangen außer einer Aushebsicherung jeweils mind°stens einen Dämpfer anzuordnen. Auch ist es von Vorteil, wenn das Lagerunterteil des Drehpfanncnlagers innerhalb des Hauptrahmens gemäß der Erfindung derart angeordnet ist. daß die Lagerfläche tinte; halb der Oberkante des Hauptrahmens liegt. Hierdurch ergibt sich eine Integrierung des Drehpfannenlageruntcrtcils innerhalb des Hauptrahmens sowie insgesamt eine niedrige Bauhöhe, die insbesondere bei der vorzugsweisen Verwendung von Rädern kleinen Durchmessers von Vorteil ist.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungegemäß ausgebildeten Drehgestelles dargestellt, und zwar zeigt

f' i g. 1 die Draufsicht auf das Drehgestell,

Fig. 2 die teilweise gemäß der Schnittlinie Il II geschnittene Seitenansicht zu F i g. 1.

Fig. 3 den Schnitt gemäß der Schnittlinie HI-III in F i g. 1 im Bereich eines Federclements.

Fig. 4 den Schni·· gemäß der Schnittlinie IV-IV in F i g. I im Bereich eines Auflagers und

Γ ι g. 5 den Sch nil! gemäß der Schni!t!'mic V-V π F i g. I im Bereich der Aufhängung eine¹. Trägers zur seitlichen Abstützung.

Das Drehgestell weist einen insgesamt H-förmigen Hauptrahwi---: I <iuf. ier aus einen in Fahrtrii itculiegenden Längsträger 1,7 und zwei parallel zueinander verlaufenden Querträgern IΛ zusammengesetzt ist. In

del' Mine ilcs I .angstrager !,; stut/i sich der .ml der /eichnung mehl dai'L'esiel' ■ Wagenkasten des Schic nenl:ihr/.euges mittels ei η es l)> eh plannen I. ι ge rs aiii dem I lauptrahmen I ab. \Ί>π diesem Drehpfannenlagcr im in der Zeichnung das l.agerunlerleil li' /u erkennen. Die vier Luden des Ilaupirahmens I. welche jeweih paarv. eise in Fahrtrichtung hiniereinander hegen, sliil/en sieh jeweils auf einer Seitenwange 2 ab. durch welche leweils zwei Radsäl/e 3 /us,inimengeial.it sind, leder Radsat/ 3 umfaßt eine Achse 3.7. die mit Radern 3/¹ kleinen Dur hmesseis versehen ist und nut ihren seitlich hervorstehenden Achsscnenkeln 3c' in Achslagern 4 drehbar gelagert ist. /wischen jedem Achslager 4 und der Seitenwange 2 lsi ein Auflage'· 5 angeordnet, welches eine begrenzte, allseitig bewegliche Finstelliing /wischen Achslager 4 und Seitenwange 2 ermöglicht. Heim dargestellten Alisführungsbeispiel isi dieses Auflager 5 /u diesem /weck mit einer sphärischen l.agerllache ausg 'bildet, wie dies im rechten Teil dor I ι g. i zu erkennen ist. Statt dieser sphärischen l.agerflache kann das Auflager 5 auch mit einer elastischen l.agerschuht versehen sein.

Die Abstützung der vier Finden des Hauptrahnicns I auf den Seitenwangen 2 erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils durch zwei Federeiemente :■ 6. wie dies am besten in Fig. 2 zu erkennen ist. Um die Rauhöhe des Drehgestelles zu verringern, sind die Seitenwangen 2 im Bereich dieser Federeiemente 6 gegenüber dem Bereich det Auflager 5 für die Achslager 4 abgesenkt. .Auch diese ,Ausbildung läßt sich am besten ''■ im rechten Teil der F i g. 2 erkennen.

Als Fedcrelement 6 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel Rollfedcrelemen e verwendet, deren Rollfeder 6;/ /wischen einem unteren Federteller hb und einem oberen Federteller 6c angeordnet ist. Diese '.'■ Ausbildung ist am besten im linken Teil der F i g. 3 zu erkennen. Diese Rollfederelemente 6 ermöglichen außer einem Federweg in senkrechter Richtung eine begrenzte Bewegung der Seitenwange 2 gegenüber dem Hauptrahmen I sowohl in Längsrichtung als auch ^Jl in Querrichtung und außerdem eine Bewegung im Winkel zur Längs- und Querrichtung. Trotz der Verwendung zweier in Fahrtrichtung hintereinander liegender Federelemente 6 gibt die voranstehend geschilderte begrenzte Beweglichkeit innerhalb der ^J"· Federelemente 6 der Seitenwange 2 die Möglichkeit, sich außerdem um einen Drehpunkt gegenüber dem !lauptrahmen 1 zu verdrehen. Dieser Drehpunkt liegt in der Längsmitte jeder Seitenwange 2 zwischen den beiden Federelementen 6. ''

Durch die verwendung der mit einer sphärischen l.agerflache versehenen Auflager 5 zwischen jedem Achslager 4 und den Seitenwangen 2 und durch die voranstehend geschilderte Beweglichkeit der Federelemente 6 haben d"e Radsätze 3 die Möglichkeit, sich beim Durchlaufen eines Gleisbogens selbsttätig an den leweiliL'eu S^ hicncM'. erl.iul ,in/uji.issi'n. Die L^rest hildcrte Ausbildung der AuMager ϊ und I edcreUmente h sorgt hierbei dafür, daß lic Rads.i'/e 3 ;ewcils in die Mutellage /uriickkehi en. so daß das Drehgestell auch einen e\ak'cn Ciei adcausi.iui gew ährlcistct.

I Im bei Kur\ enl.ihi¹ eine unerwünschte Neigung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell /ii verhindern, ist /wischen den in Längsrichtung hintereinander liegenden Luden auf beulen Seilen des I lauptnihmens I jeweils ein Träger 7 angeordnet, de mit '.einen beiden Ittden gelenkig an den Querträgern I Λ des Ilaupirah· metis I aufgehängt ist, wie dies die !-'ig. 1 und ~> erkennen lassen. Heim dargestellten Ausfuhrungsbei spiel trägt dieser 1 ^räger 7 ein (il· 'stuck 8. auf welchem das F-iihr/eug-l 'ntergestell 4 zur AnIa.··' kommt, wenn sich der Wagenkasten neun. I uu eine Dämpfung der Drehbewegung des Drehgestelles gegenüber dem Wagenkasten zu erreichen und eine schlagartige !»ogrcii/wiiir der Ne:g;::;g /;: \ erüicid·.·;!. ist ·_\?λ Gleitstück 8 durch Druckfedern 8.) auf dem Träger 7 abgestützt. Diese Druckfedern 8;; sind gestrichelt in Fig. 1 eingezeichnet. Anstelle derartiger Gleitstücke E können auch l.uftfederelemente angeordnet werden deren Unterteil mit dem Träger 7 und deren Obertci mit dem Fahrzeug-Untergestell 9 verbunden ist. Diese Luftfederelememe haben eine de. art große Beweglich keit des Oberteils gegenüber dem I Inte teil, daß sie die gen.ve Drehbewegung des Drehgestelles gegenubei dem Fahrzeug-Untergestell 9 nicht begrenzen, durcr ihre Rückstellkräfte jedoch eine Dämpfungswirkun^ ausüben, weicht" Schlingerbev. egungcn des Fahrzeuge; unterdrückt. Mit derartigen Luftfederelcmcntcn kanr somit nicht nur eine federnde Abstutzung de Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell erreich werden, sondern auch eine Dämpfung der Drehbewe giing.

In F i g. 5 ist schließlich zu erkennen, daß zwischei dem Hauptrahmen 1 bzw. dessen Querträgern I6unc den Seitenwangen 2 eine Aushebsicherung 10 angeord net ist. Zusätzlich zur Aushebsichc-ung 10 kann be Bedarf auch ein Dämpfer angeordnet werden, der di« Einstellbewegung der paarweise angeordneten Radsir. ze 3 gegenüber dem Hauptrahmen 1 dämpft. Diesi Dämpfer können gleichzeitig zur Begrenzung de Einstellbewegungen herangezogen werden.

Das in der Zeichnung dargestelle Aiisführungsbeispic des Drehgestelles weist Rader 3b mit kleinen Durchmesser auf. Damit die Bauhöhe des Drehgestelle: den geringen Abmessungen der Räder ib angepaß werden kann, ist gemäß F i g. 2 das Lagerunterteil Iede Drehpfannenlagers innerhalb des FHauptru..mens derart angeordnet, daß die Lagerfläche unterhalb de Oberkante des Hauptrahmens I liegt. Das Lagerunter teil lcist somit im Hauptrahmen 1 integriert, so daß da Drehgestell insgesamt nur eine sehr niedrige Bauhöhi aufweist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vierachsiges Drehgestell für Schienenfahrzeuge mit einem H-förmigen Hauptrahmen, der zur Auflage des Wagenkastens mitiig mit einem Drehpfannenlager versehen ist und sich seinerseits über seine vier Enden auf Seitenwangen abstützt, durch welche jeweils zwei Radsätze paarweise zusammengefaßt sind, wobei einen Bewegungsausgleich ermöglichende sphärische Lager vorgesehen ι sind, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Laufrichtung liegenden Enden des Hauptrahmens (1) unmittelbar auf den Seitenwangen (2) über Federelememe (6) abgestützt sind, die außer einem Federweg in senkrechter Richtung eine ι begrenzte Verdrehung jeder Seitenwange (2) um eine in der Längsmitte der Seitenwange (2) liegende Drehachse sowie eine begrenzte Bewegung in Längs- und Querrichtung sowie im Winkel hierzu ermöglichen, und daß die Seitenwangen (2) jeweils : mttels (är.js, eine allseitig bewegliche Einstellung ermöglichenden Auflagers (5) mit sphärischer Lagerfläche mit den Achslagern (4) der beiden Achsen (3;i/der Radsätze (3) verbunden sind.

2. Drehgestell nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (6) zwischen jedem Ende des H-förmigen Hauptrahmens (1) und der zugehörigen Seitenwange (2) als Rollfederelement ausgebildet ist.

3. Drehgestell nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Federelemente (6) in Längsrichtung der Seitenwange (2) nebeneinander angeordnet sind.

4. Drehgestell nach hinein der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß ede Seitenwange (2) im Bereich der Federelemente (6) gegenüber dem Bereich der Auflager (5) für die Achslager (4) abgesenkt ist.

5. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager (5) zwischen jedem Achslager (4) und der zugehörigen Seitenwange (2) mit einer elastischen Lagerschicht versehen ist.

6. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den in Laufrichtung hintereinander liegenden Enden des Hauptrahmens (1) jeweils ein an seinen beiden Enden gelenkig aufgehängter Träger (7) angeordnet ist. an dem mindestens ein Gleitstück (8) zur seitlichen Abstützung des Wagenkastens auf dem Drehgestell angeordnet ist.

7. Drehgestell nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitstücke (8) federnd am Träger (7) abgestützt sind.

8. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den in Laufrichtung hintereinander liegenden Enden des Hauptrahmens (I) ein an seinen beiden Enden gelenkig aufgehängter Träger (7) mit mindestens einem Luflfedcrelement angeordnet ist. welches mit seinem Oberteil mit dem Fnhr/eng-llntergcslell (9) verbunden ist.

4. Drehgestell nach einem tier Ansprüche 1 bis H. dadurch gekennzeichnet, daß /wischen dem Hauptrahnieu (I) und den Seiienwangen (2) außer einer Aiishebsicherung (10) jeweils mindestens ein Dump fer angeordnet ist.

H) bn-liL'csiell nach einem der Ansprüche I bis 4.

dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerunterieil (ic) des Drehpfanncnlagers innerhalb des Hauptrahmens (I;) derart angeordnet ist, daß die Lagerflache unterhalb der Oberkante des Haupirahmens(l) liegt.