DE29613586U1

DE29613586U1 - Niederflurdrehgestell

Info

Publication number: DE29613586U1
Application number: DE29613586U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Vem - Elektroantriebe Dresden De GmbH
Priority date: 1996-08-06
Filing date: 1996-08-06
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2006-08-07

Description

Niederflurdrehgestel1

Die Erfindung betrifft ein Drehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Niederflur-Stadtbahnwagen, das sich durch exakte Radsatzführung und daraus folgend durch eine nachhaltige Minimierung des Spurkranzverschleißes auszeichnet.

Niederflur-Straßenbahnen haben im allgemeinen 70 Prozent Niederfluranteil, wobei der verbleibende Hochflurteil an den Enden über konventionelle Triebdrehgestelle realisiert ist. Dagegen besitzen neuartige, 100 %ige Niederflurbahnen unkonventionelle Drehgestelle, die durch sogenannte Losräder und meistens durch Radsatzmotoren, üblicherweise ungefedert, gekennzeichnet sind.

Aus jüngerer Zeit ist der Vorschlag eines Kleinraddrehgestells mit selbststeuernden (besser: gegenseitig gekoppelter) Radsätzen für Schienenfahrzeuge bekannt (G 93 02 772.9). Diese Entwicklung zielt auf die Anwendung in Nahverkehrs-Schienenfahrzeuge, insbesondere in Niederflurwagen, und ist durch die Kombination der Kleinradtechnik mit dem Prinzip der gegenseitig gekoppelten Radsätze nach Scheffel (vgl. dazu z. B. K. Riessberger, Glasers Annalen Nr. 6/1992, S. 172) charakterisiert. Die Radsatzsteuerung wird vorschlagsgemäß durch einen im Drehgestellhauptrahmen gelagerten Schwenkrahmen und ein gleiche Winkelausschläge bewirkenden Koppelgestänge verwirklicht. Die Radsatzsteuerung wird dabei vorzugsweise um einen virtuellen Drehpunkt mittels in Längsrichtung nachgiebiger Radsatz-Primärfedern und einem Koppelgestänge, welches die gleichen Winkelausschläge beider Radsätze und die Fixierung der Radsatzmitten in Längsrichtung gewährleisten soll, realisiert.

Nachteil aller bekannten Losrad-Laufwerke ist ihre Neigung zu ungleichmäßigem Spurkranzflankenverschleiß durch einseitigen Anlauf. Die starren Radsatzführungen bedingen zudem große Anlaufwinkel und damit ebenfalls hohen Verschleiß und letztlich hohe Instandhaltungskosten. Hinzu kommt, daß die Radnabenmotoren, die beim gegenwärtigen Stand der Technik bestenfalls teilabgefedert sind, häufig hohe Vertikalbeschleunigungen (Spitzenwerte bis zu 40 g) ertragen müssen, was sich wiederum verschleißfördernd auswirkt.

Zudem bleiben, da die bisherigen Drehgestelle keinerlei Rückstellmöglichkeiten besitzen, die Radsätze nach Kurvenlauf im allgemeinen schräg stehen, da die Stellkräfte meistens größer als die Rad-Schiene-Kräfte sind.

Der spezifische Nachteil des in G 93 02 772.9 beschriebenen Drehgestells ist, daß der Mechanismus des Gestells infolge der Anordnung der beiden Hebelmechanismen und der Verbindungsbolzen der Schwenkträger nicht eindeutig bestimmt ist. Infolge dessen sind dort Verspannungen bei der Einstellung möglich bzw. unter Umständen ist gar keine Einstellung im gewünschten Sinne gewährleistet.

Ziel der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen. Dabei steht die Aufgabe, unter Beibehaltung der bekannten Vorteile der starren Radsat&zgr;führung, nämlich gute Spurführung, einen möglichst genauen und zugleich einfachen Lenkmechanismus, der sowohl eine sichere und vorteilhafte Radialeinstellung im Bogen als auch eine ausreichende LaufStabilität in der Geraden ermöglicht, zu entwickeln. Hierzu muß der Lenkmechanismus die gegensinnige Einstellung der Radsätze

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zueinander in definierten Grenzen reproduzierbar gewährleisten. Des weiteren soll der Antriebsmotor im vorzuschlagenden Drehgestell abgefedert und von außen zugänglich angeordnet sein.

Erfindungsgemäß ist das Drehgestell so gestaltet, daß die Radsätze, die Achslager und die Primärfederung in einem gesonderten Rahmen als Einheit die Schwenkbewegung ausführen. Die beiden Träger des Rahmens sind hierbei durch ein einstellbares, die Achsparallelität sicherndes Koppelelement verbunden.

Zudem ist das erfindungsgemäße Niederflurdrehgestell durch die Gewährleistung einer durch die Stellkraft zwischen Rad und Schiene im Bogenlauf bedingten Radialeinstellung der Radsätze in Verbindung mit einer Rückstellung zur Achsparallelität im geraden Gleis durch Feder-Dämpfer-Elemente charakterisiert. Diese Elemente sind sowohl an die Erfordernisse schlingerfreien Geradeauslaufs (Stabilität) bei hohen Fahrgeschwindigkeiten als auch an die Erfordernisse leichter radialer Einstellbarkeit der Einheit von Radsätzen, Achslager, Primärfederung und gesondertem Rahmen in engen Gleisbögen anpaßbar.

Die Aufhängung der aufsteckbaren Motor-Getriebe-Einheit erfolgt zwangsfrei und schwerpunktnah. Damit wird die Einleitung hoher vertikaler Stoßkräfte in die Motor-Getriebe-Einheit vermieden. Die gewählte elastische Abstützung der Motor-Getriebe-Einheit auf der Radsatzwelle senkt die Vertikalbeschleunigungen auf maximal 3 g.

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Die gesamte Radsatzsteuerung erfolgt ausschließlich innerhalb des Rahmens des Drehgestells, so daß sie ohne zusätzliche Verbindungen zum Wagenkasten, etwa in Form von Stellgliedern, auskommt. Sie funktioniert also vorteilhafterweise ohne die Einleitung äußerer Kräfte, d. h. allein durch die Wirkung der Kräfte zwischen Rad und Schiene.

Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet im Bogenlauf eine exzellente radiale Einstellung und sichert gleichzeitig für den Lauf in der Geraden eine präzise Parallelstellung der Radsätze durch eine straffe Führung. Damit werden die an sich gegensätzlichen Anforderungen "weicher" Bogenlauf und "harter" Lauf in der Geraden überraschend und in der angestrebten einfachen Weise realisiert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele (Figuren 1 und 2) weiter offenbart; Figur 3 zeigt die Seitenansicht zum Ausführungsbeispiel 2 (Figur 2).

In beiden Ausführungsbeispielen sind erfindungsgemäß die Radsätze 1, die Achslager 2 und die Primärfederung 3 in einem gesonderten Rahmen 4 gelagert. Diese Einheit führt die Schwenkbewegungen aus. Der Rahmen 4 ist über Gelenkverbindungen am Drehgestellrahmen angebunden. Der Vorteil dieser Rahmenlagerung liegt in der Verbindungsweichheit des Drehgestells, was letztlich eine hohe Sicherheit gegen Entgleisung bietet. Die Träger des Schwenkrahmens 4 sind durch ein Koppelelement 5 gegenseitig und zwangsfrei verbunden .

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 1 ist das Koppelelement 5 als Koppelstange, die auf Zug und Druck beansprucht wird, ausgeführt. Diese Variante einer Direktkopplung sichert am besten die angestrebte exakte gegenradiale Einstellung der Radsätze. Weiterhin sind die Dimensionen dieses Koppelelementes vergleichsweise klein.

Es kann aber aus baulichen Gründen auch vorteilhaft sein, das Koppelelement 5 als Koppelwelle, die dann auf Torsion beansprucht ist, auszuführen. Gegebenenfalls kann auch eine andere Art der Hebelführung als die in Fig. 2 dargestellte Koppelwelle gewählt werden.

In beiden Ausführungsvarianten sind zur Schlingerdämpfung und definierten Rückstellung der Radsätze Feder-Dämpfer-Elemente 6 zwischen dem Drehgestellrahmen und dem Schwenkrahmen angebracht.

Die zwangsfreie, schwerpunktnahe Aufhängung 7 der aufsteckbaren Motor-Getriebe-Einheit 8 vermeidet, wie beschrieben, hohe Vertikalbeschleunigungen. Die Einheit 8 ist zur leichteren Instandhaltbarkeit abziehbar.

Claims

Schutzansprüche

1. Niederflurdrehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Niederflur-Stadtbahnwagen, unter Nutzung des Scheffelprinzips, gekennzeichnet dadurch, daß die Radsätze (1), die Achslager (2) und die Primärfederung (3) in einem gesonderten Rahmen (4) als Einheit die Schwenkbewegungen ausführen, wobei die Träger des Rahmens durch ein einstellbares, die Achsparallelität sicherndes Koppelelement (5) zwangsfrei verbunden sind.

2. Niederflurdrehgestell nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Koppelelement (5) als Koppelstange ausgeführt ist.

3. Niederflurdrehgestell nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Koppelelement (5) als Koppelwelle ausgeführt ist.

4. Niederflurdrehgestell nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen Drehgestellrahmen und dem Schwenkrahmen (4) einstellbare Feder-Dämpfer-Elemente (6) angeordnet sind.

5. Niederflurdrehgestell nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß durch eine zwangsfreie und schwerpunktnahe Aufhängung (7) die aufsteckbare Motor-Getriebe-Einheit (8) elastisch abgestützt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen