DE3221755C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehgestell gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Drehgestell ist aus der DE-AS 23 56 267, insbesondere Fig. 8, bekannt.

Das bekannte Drehgestell weist einen üblichen starren Rahmen auf, wobei die Achslager in einer waage­ rechten Ebene gegenüber dem Rahmen verschiebbar sind. Diese Verschiebung wird durch die elastisch ausgebildeten, lediglich Lenkmomente übertragenden Verbindungsstangen gesteuert, und zwar derart, daß die Radachsen bei Kur­ venfahrt sich von selbst auf den Bogenradius einstel­ len, wobei die Verbindungsstangen in einer Horizontal­ ebene geschwenkt werden. Dadurch sollen die Kurvengängig­ keit und Laufstabilität erhöht werden. Insgesamt ist das bekannte Drehgestell mit zahlreichen schwe­ ren Bauteilen bestückt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Drehgestell leichter und konstruktiv weniger aufwendig zu machen, ohne die Vorteile des vorgenannten Drehgestells zu ver­ lieren, mit dem Endziel, höhere Fahrgeschwindigkeit zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Drehgestell entfällt der Drehgestell­ rahmen der bekannten Bauarten völlig. An seine Stelle tritt ein Paar relativ leichter und einfach herstell­ barer Diagonalträger. Während im Stand der Technik eine Schwenkbewegung der Verbindungsstangen vorgesehen ist, wird nach der Erfindung eine Relativbewegung der beiden Diagonalträger zueinander parallel zum Schienen­ verlauf erreicht. Hierzu dient eine Lenkeranordnung, bei der die Längslenker entweder in der gleichen Rich­ tung oder in entgegengesetzten Richtungen (Lemniskaten­ lenker) am Querlenker angebracht sind. Diese Lenkeran­ ordnung sichert gleichzeitig die Verbindung zwischen dem Drehgestell und dem Kasten, insbesondere dann, wenn das Drehgestell als Triebdrehgestell ausgebildet ist.

Eine Lenkeranordnung in Lemniskatenanordnung ist an sich aus der DE-PS 8 52 254 bekannt, jedoch mit dem Unterschied, daß dort die Längslenker an ein und demsel­ ben Teil, nämlich beide am Drehgestellrahmen, angelenkt sind. Die bekannte Anordnung ermöglicht lediglich dessen Querauslenkung zum fahrzeugkasten. Diese wird auch bei dem vorliegenden Drehgestell benutzt, wobei jedoch die Re­ lativbewegung der beiden Diagonalträger zueinander hin­ zukommt.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäß ausgebildeten Drehgestells ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei ermöglicht die auf Grund der Diagonalträger leichte Bauweise des Drehgestells gemäß Unteranspruch 2 den Verzicht auf eine Primärfederung zwischen dem Rad und dem Dreh­ gestellrahmen bzw. Diagonalträger, was seinerseits zu einer weiteren Vereinfachung der Konstruktion und Ver­ ringerung von Gewicht und Kosten beiträgt. Außerdem entfallen dadurch mögliche Schwingungseigenformen, die den Fahrkomfort negativ beeinflussen können. Nicht zuletzt können Aggregate, die einen gleichmäßigen engen Spalt zur Schienenoberkante aufweisen müssen, z. B. Wir­ belstrombremsen oder Antennen, sehr einfach an den Diago­ nalträgern befestigt werden.

Die Bauart mit Diagonalträgern ermöglicht ferner auf einfache Weise die Maßnahmen nach Unteranspruch 3, wodurch die sonst übliche hohe wechselnde Biegebelastung der Radachse entfällt und diese als Rohr, d. h. leicht und einfach, ausgeführt werden kann. Diese Maßnahmen tragen ebenfalls zur Verringerung des Gewichts des Drehge­ stells bei. Die im Rad liegenden Achslager tragen fer­ ner zu einer schmalen Bauform des Drehgestells bei, so daß dadurch eine seitliche Verkleidung des Drehgestells ermöglicht wird, die für eine Verringerung des Luftwi­ derstands des Fahrzeugs beiträgt, für höhere Fahrge­ schwindigkeiten ein wesentlicher Faktor.

Die Anordnung und Ausbildung der Diagonalträger kann auf verschiedene Weise erfolgen. Zweckmäßigerweise berühren beide Dia­ gonalträger einander nicht (Anspruch 4), so daß sich bei Schienenüberhöhungen eine bessere Einstellbarkeit ergibt. Die Möglichkeit, daß beide Diagonalträger aufeinander­ liegen (mit der Möglichkeit der gegenseitigen Längsver­ schiebung), besteht jedenfalls dann, wenn zwischen den Rädern und dem Diagonalträger eine Primärfederung vorge­ sehen ist. Die Ansprüche 5 und 6 geben zwei bevorzugte Ausbildungen der Diagonalträger an. Wenn dabei die Se­ kundärfedern gemäß Anspruch 7 angeordnet werden, d. h. außerhalb der Kippachse des Diagonalträgers, dienen sie zu dessen Stabilisierung hinsichtlich der Kippachse. Ferner wird dadurch die Biegebelastung der Diagonalträ­ ger klein gehalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Diagonalträger in einer schematischen Darstellung,

Fig. 2a bis 2c die möglichen Stellungen der Radach­ sen bei der Anordnung nach Fig. 1 in schematischer Draufsicht,

Fig. 3 ein Drehgestell in der Draufsicht mit Teil­ schnitt mit Diagonalträgern nach Fig. 1,

Fig. 4 das Drehgestell nach Fig. 3 in einem senkrech­ ten Längsschnitt und

Fig. 5 in einem senkrechten Querschnitt,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung eines Achslagers bei der Ausführungsform nach Fig. 3 in einem Querschnitt und

Fig. 7 und 8 zwei andere Ausführungsformen der Diago­ nalträger in einem Drehgestell in der Draufsicht.

Fig. 1 zeigt in senkrecht überhöhter Darstellung zwei Diagonalträger 1 und 2 in jeweils Z-förmiger Ausbildung mit je einem quer zur Fahrtrichtung angeordneten Mittelteil und je zwei in Fahrtrichtung verlaufenden Endteilen. An diesen sind Zapfen 10 zur Aufnahme der Achslager be­ festigt, zwischen denen (hier nur angedeutet) Radachsen 7 und 8 liegen. Die Diagonalträger 1 und 2 tragen ihren Namen - wie leicht ersichtlich ist - nicht wegen ihrer äußeren Formgebung, sondern weil sie je zwei diagonal einander gegenüberliegende Achslager miteinander verbin­ den. Diese Verbindungslinien 14 und 15 mit den Mittelpunkten 17 bzw. 18 sind strichpunktiert gezeichnet; sie stellen zugleich die Kippachsen der Diagonalträger 1 bzw. 2 dar. In eingebautem Zustand liegen diese in senkrechter Richtung um den Betrag w zueinander näher, ohne dabei einander zu berühren.

Die Fig. 2a, 2b und 2c zeigen zunächst die Normalstellung der Verbindungslinien 14 und 15 entsprechend Fig. 1 in Fig. 2b und ferner zwei Endstellungen in Fig. 2a und 2c, und zwar je nach der Krümmung der Gleismittellinie 16. Dabei passen sich die Radachsen 7 und 8 dem Krümmungsradius an. Das wird dadurch erreicht, daß sich die Diagonalträger 1 und 2 voneinander in Fahrtrichtung entfernen, vgl. Pfeil A in Fig. 1, hier sichtbar an den Abständen der Mittelpunkte 17 und 18 der Verbindungslinien 14 bzw. 15, wobei nach Fig. 2a der Mittelpunkt 18 links von 17 liegt, nach Fig. 2c rechts von 17.

Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen die Diagonalträger 1 und 2 im Zu­ sammenhang mit einem Drehgestell, nämlich zusammen mit den Zapfen 10 und der als rohrartige Hohlwelle ausgebildeten Radachse 7 (die Radachse 8 ist nicht sichtbar) und den Rä­ dern 9. Zwischen diesen und den Zapfen 10 befinden sich als Pendelrollenlager ausgebildete Achslager 3.

Jeder Diagonalträger 1 bzw. 2 ist über je zwei, auf seinen Endteilen aufsitzende Luftfedern 4 gegenüber dem Fahrzeug­ kasten abgefedert. Ein an diesem befestigter Drehgestell­ zapfen greift in eine Bohrung 5 a eines zwischen den Diago­ nalträgern 1 und 2 angeordneten Querlenkern 5, an dessen Enden je ein Längslenker 6 angelenkt ist. Von den Längs­ lenkern 6 ist der eine am Diagonalträger 1 und der andere am Diagonalträger 2 gelenkig angebracht. Zwei mittels Kugelgelenken angelenkte Gelenkstangen 12 und 13 verbinden beide Diagonalträger 1 und 2 miteinander, wobei das eine Kugelgelenk jeder Gelenkstange 12 bzw. 13 in der senk­ rechten Ebene der Verbindungslinie 14 bzw. 15 und das andere Kugelgelenk außerhalb dieser Ebene angeordnet ist. Dadurch wird eine Stabilisierung der Diagonalträger 1 und 2 um die Ver­ bindungslinie 14 bzw. 15 bewirkt für den Fall, daß die Luft­ federn 4 nicht vollstabilisierend geschaltet sind. Fe­ dernde Wankstützen 24, die auf oder in der Nähe der Verbin­ dungslinie 14 bzw. 15 zwischen den Enden der Diagonalträger 1 und 2 und dem Fahrzeugkasten angreifen, können zusätz­ lich für gleichmäßige Radlastverteilung bei Einwirken von Rollmomenten auf das Fahrzeug sorgen.

Bei dem Drehgestell nach den Fig. 3 bis 5 handelt es sich um ein Triebdrehgestell, das zwei an den Radachsen 7 und 8 einerseits und über Kugelgelenkverbindungen 20 am Fahr­ zeugkasten aufgehängte Elektromotore 19 aufweist, die über ein Getriebe 21 und über eine die Radachse 7 bzw. 8 um­ gebende, mit dieser über eine Kardanhohlwelle 23 karda­ nisch verbundene Bremshohlwelle 22 auf die Räder 9 ar­ beiten.

Ferner sind Schienenbremsen 25 am Diagonalträger 1 bzw. 2, Querdämpfer 26 und Drehdämpfer 27 zwischen den Diagonal­ trägern 1 und 2 selbst oder zwischen diesen und dem Fahr­ zeugkasten, ferner Bremseinheiten, nämlich auf der Brems­ hohlwelle 22 sitzende Bremsscheiben 28 mit Bremseinrich­ tungen 29, im konventionellen Sinne vorgesehen. Vorge­ spannte, federnd nachgebende Kugelgelenkverbindungen 30 sind zwischen dem Getriebe 21 und den Bremseinheiten einerseits und dem Fahrzeugkasten andererseits vorgesehen.

Fig. 6 zeigt die Radsatzanordnung nach den Fig. 3 bis 5 mehr detailliert. Das Ende der Diagonalträger 1 und 2 trägt einen Zapfen 10, auf dem ein Pendelrollenlager als Achs­ lager 3 aufgebracht ist, und zwar innerhalb der Nabe des Rades 9, so daß durch die Belastung des Rades 9 über die Diagonalträger 1 und 2 eine Biegebelastung der Radachse 7 bzw. 8 nicht auftritt. Diese ist daher in leich­ ter Bauweise als Rohr ausgeführt, an dessen Enden Flansche 11 zum Befestigen an der Radnabe ausgebildet sind. Das Rad 9 ist über eine Konsole 31 und ein Kugelgelenk 32 mit der Kardanhohlwelle 23 verbunden.

Fig. 7 zeigt anders gestaltete Diagonalträger 33 und 34. Diese haben relativ lange schrägliegende Mittelteile, an die sich schräg von außen nach innen verlaufende End­ teile anschließen. An den Knickstellen liegen die als Luftfedern 35 ausgebildeten Sekundärfedern auf; diese sind also verhältnismäßig nahe an die Achslager 36 heran­ geführt, was die Belastung der Diagonalträger 33 und 34 herabsetzt.

Für den Drehgestellzapfen des Fahrzeugkastens ist in einem Querlenker 38 eine Bohrung 37 vorgesehen. Zwischen diesem einerseits und je einem der Diagonalträger 33 und 34 andererseits sind Längslenker 39 angelenkt, die sich beide auf derselben Seite des Querlenkers 38 befinden. Gelenk­ stangen 40 und 41 weisen dieselbe Anordnung auf und haben dieselbe Funktion wie die Gelenkstangen 12 und 13 nach Fig. 3.

Die Diagonalträger 42 und 43 nach Fig. 8 sind ähnlich denen nach Fig. 3 ausgebildet. Die nach Fig. 3 gerade ausgebil­ deten Endbereiche sind nach Fig. 8 nach außen gekröpft, wodurch sich ebenso wie nach Fig. 7 eine günstige Anord­ nungsmöglichkeit für Luftfedern 44 ergibt. Insbe­ sondere wird durch die schräge Heranführung der Endteile der Diagonalträger 33 und 34 bzw. 42 und 43 an die Achslager eine günstige breitenmäßige Platzausnutzung erreicht, weil diese Endteile den Rädern und den evtl. daran an­ greifenden Bremsen nicht im Wege stehen. Die Verbindung zwischen den Diagonalträgern 42 und 43 einerseits und dem Fahrzeugkasten andererseits ist wie nach Fig. 3 vorge­ sehen. Gelenkstangen 45 und 46 erfüllen die den Gelenk­ stangen 12 und 13 nach Fig. 3 gestellten Bedingungen.

Claims (8)

1. Drehgestell für ein Schienenfahrzeug mit mindestens zwei Radsätzen, wobei die Achslager von je zwei diagonal zueinander angeordneten Rädern über Verbin­ dungsstangen miteinander verbunden sind und die Räder um eine senkrechte Achse gegenüber der Verbindungsstange ver­ schwenkbar sind, dadurch gekennzeich­ net, daß jede Verbindungsstange als biege- und torsions­ steifer, die Achslager (3 bzw. 36) abstützender Diagonalträger (1 und 2; 33 und 34 bzw. 42 und 43) ausgebildet ist, und die beiden Diagonalträger die lasttragenden Teile des Drehgestells darstellen, daß ferner der Kasten des Schienenfahrzeugs über Sekundärfedern (Luftfeder 4, 35 bzw. 44) auf den Diagonal­ trägern abgestützt ist, und diese einzeln über je einen in Fahrtrichtung angeordneten Längslenker (6 bzw. 39) und einen die Längslenker miteinander verbindenden Querlenker (5 bzw. 38) am Kasten des Schienenfahrzeugs angelenkt sind, wobei sich eine Einstellung der Radachsen (7 und 8) auf den Bogenradius dadurch ergibt, daß sich die beiden Diagonalträger in Fahrtrichtung relativ zueinander bewegen.

2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Achslager (3 bzw. 36) in senkrechter Richtung starr (d. h., ohne Primärfederung) an den Enden der Diagonalträger (1 und 2; 33 und 34 bzw. 42 und 43) ange­ ordnet sind.

3. Drehgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achslager (3) im Radkörper (9) angeordnet sind, mit den Diagonalträ­ gern (1 bzw. 2) verbundene Zapfen (10) und Pendelrollenlager oder kugelige Gleitlager aufweisen und die Radachse (7 bzw. 8) lediglich von einem rohrartigen Hohlkörper gebildet ist.

4. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß sich die Diagonalträger einander nicht berühren.

5. Drehgestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagonalträger (33 und 34) einen geraden, etwa unter 45° zur Fahrtrichtung liegenden Mittelteil aufweisen, an den sich gerade Endteile in Fahrtrichtung oder geneigt hier­ zu anschließen.

6. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dia­ gonalträger (1 und 2 bzw. 42 und 43) einen kurzen geraden, quer zur Fahrtrichtung liegenden Mittelteil aufweisen, an den sich gerade, evtl. leicht seitlich nach außen gekröpfte Endteile anschließen.

7. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sekundärfedern (Luftfedern 35 bzw. 44) in der Nähe der Achslager (36) vorgesehen sind.

8. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß federn­ de Wankstützen (24) zwischen den Diagonalträgern und dem Wagenkasten in der Nähe der Verbindungslinie (Linie 14 bzw. 15) zwischen den diagonal gegenüberlie­ genden Achslagern (3) in deren Bereich vorgesehen sind.