DE3441577A1

DE3441577A1 - Wiegenloses luftfederdrehgestell fuer schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE3441577A1
Application number: DE19843441577
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 8500 Nürnberg Kleim; Lutz Dipl.-Ing. 8501 Heroldsberg Uebel
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Gutehoffnungshutte GmbH
Priority date: 1984-11-14
Filing date: 1984-11-14
Publication date: 1986-05-22
Also published as: IT1186028B; CH668043A5; FR2573022A1; DE3441577C2; FR2573022B1; ATA332685A; AT395137B; IT8522664A0

Description

M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg

Aktiengesellschaft

Nürnberg, 12. November 1984

Wiegenloses Luftfederdrehgestell für Schienenfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf ein wiegenloses Luftfederdrehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Fahrzeuge des Nahverkehrs, bei dem zwei aufeinanderfolgende Wagenkästen über ge eine Sekundärfederung auf einen Drehgestellrahmen eines Mitteldrehgestelles aufgelagert sind, wobei jedes Untergestell der Wagenkästen über je einen vertikalen in einer Längsmittelebene liegenden Zapfen mit einem Ende eines die Wagenkästen verbindenden Kupplungselements., gelenkig verbunden ist.

Bei mehrgliedrigen Schienenfahrzeugen des Nahverkehrs ist es üblich, aufeinanderfolgende Wagenkästen über ein Mitteldrehgestell miteinander gelenkig zu verbinden. Zu diesem Zweck wird jeweils ein Wagen mit seinem Ende beiderseits über eine Sekundärfederung, die als Gummirollfeder ausgebildet ist, auf einen Langträger des Drehgestellrahmens aufgelagert. Zur Übertragung von Zug- und Stoßkräften ist ein Kupplungselement vorgesehen, welches zwischen dem Drehgestellrahmen und einem Untergestell der Wagenkästen in Längsmittelebene liegend angeordnet ist. Dieses Kupplungselement wird an beiden Enden über eine Gummibuchse mit Zapfen verbunden, welche mit den Untergestellen im Bereich der Enden der Wagenkästen verbunden sind. Zur Dämpfung und zur Begrenzung der horizontalen Querbewegung sind an beiden Enden des Kupplungselements horizontal und

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quer zur Fahrtrichtung liegende Schwingungsdämpfer vorgesehen, welche einerseits mit einem Querträger des Drehgestellrahmens und andererseits mit dem Kupplungselement verbunden sind. Durch das Kupplungselement werden Längskräfte von einem Wagenkasten auf den anderen Wagenkasten übertragen. Die Mitnahme des Drehgestelles wird über einen im Bereich der Drehgestellmitte gelegenen Längslenker be-s sorgt, der das Kupplungselement über verschleißfrei gehaltene Gummibuchsen mit einem Hauptquerträger des Drehgestellrahmens gelenkig verbindet. Die Zugkräfte des Triebdrehgestelles können somit vom Drehgestellrahmen über den Längslenker und das Kupplungselement in die Wagenkästen eingeleitet werden. Nachteilig bei dieser Konstruktion wirkt sich der Raumbedarf des Kupplungselementes aus. Außerdem müssen die Drehgestellangttägeri durch die etwa in Drehgestellmitte erfolgende Einleitung der Gewichtskräfte auf hohe Biegemomente hin bemessen werden, was ein hohes Eigengewicht des Drehgestellrahmens und somit des gesamten Drehgestelles zur Folge hat (Sachs "Elektrische Triebfahrzeuge" 1973, Seite 595, Abbildung 3.489) .

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wiegenloses Mitteldrehgestell als Laufdrehgestell mit Luftfederung zu konzipieren, welches sich durch Gewichtsersparnis , geringen Radsatzabstand und hohe Laufgute auszeichnet.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Sekundärfederung aus jeweils einem Luftfederbalg gebildet wird, der in Längsmittelebene der Wagenkasten liegende zwischen den Untergestellen und den Querträgern des Drehgestellrahmens angeordnet ist, daß das Kupplungselement als ein Längsträger ausgebildet ist, der in den Drehgestellrahmen integriert ist und unmittelbar die Querträger

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desselben miteinander verbindet, und daß die Wagenkasten
über Zapfen und je ein Stoßverzehrglied und die Querträger über den Längsträger kraftschlüssig untereinander
verbunden sind, wobei das Stoßverzehrglied in einer uförmigen Auskragung des Querträgers in vertikaler Richtung mit geringem Querspiel geführt ist.

Durch die aus der Drehgestellmitte herausgenommenen
und in den Bereich über einem Radsatz verlagerte Sekundärfederung wird die Momentenbelastung des Drehgestellrahmens erheblich vermindert, so daß derselbe kleiner dimensioniert werden kann, mit der Folge einer Gewichtseinsparung. Durch Integration des Kupplungselements in den Drehgestellrahmen wird ebenfalls Gewicht eingespart, die Fertigung vereinfacht und damit billiger. Durch die Zwischenschaltung eines Stoßverzehrgliedes-' zwischen den Zapfen und den Drehgestellrahmen wird die dynamische Belastung verringert, was ebenfalls eine bessere Ausnutzung des Materials zur Folge hat.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, daß jedes Stoßvereehrglied aus einem Gehäuse gebildet wird, in dem der Zapfen mit einer Gummibuchse
verschleißfrei gelagert ist, daß das Gehäuse über zwei
zur Längsmittelebene symmetrische und parallel verlaufende und horizontal liegende, in Gummibüchsen gelagerte Lenker
mit einem Federgehäuse verbunden ist, und daß das Federgehäuse mit dem Querträger stirnseitig verbunden ist,
wobei es mit dem die Querträger untereinander verbindenden Längslenker fluchtet.

Die Ausrüstung des Stoßverzehrgliedes mit verschleißfreien Bauelementen kommt der Forderung nach Wartungsfreiheit entgegen. Durch die fluchtende Anordnung von Stoßverzehrglied und dem LängstEäger werden die Querträger des Drehgestellrahmens von Biegemomenten aus den Zug- und Stoßkräften freigehalten.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Zeichungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Seitenansicht des Mitteldrehgestelles bei der eine Hälfte in aufgeschnittener Form nach Schnitt I-I (Fig. 2) dargestellt ist.

Fig. 2 Draufsicht auf ein Mitteldrehgestell mit Kupplungselement und Sekundärfederung

Bei mehrgliedrigen Schienenfahrzeugen des Nahverkehrs ist es üblich, aufeinanderfolgende Wagenkasten 1,2 auf ein Mitteldrehgestell aufzulagern. Gemäß der Erfindung erfolgt diese Auflagerung durch zwei Luftfederbälge 3, 4, welche zwischen Querträgern 5,6 eines Drehgestellrahmens 7 und Untergestellen 8, 9 der Wagenkasten 1, 2 angeordnet sind. Die Luftfederbälge 3, 4 sind dabei mit nicht dargestellten inneren Felgen über Gummi-Metäll-Verbundfedern 10, 11 als Notabstützung mit den Querträgern 5, 6 und -mit äußeren Felgen 12, 13 mit den Untergestellen 8, 9 der Wagenkästen 1, 2 verbunden. Es versteht sich von selbst, daß die Luftfederbälge 3, 4 auch in umgekehrter Wöise eingebaut sein können.

Zur Übertragung der Zug- und Stoßkräfte vom Wagenkasten 1 auf den Wagenkasten 2 ist ein Längsträger 14 vorgesehen, in den die Kräfte aus dem Untergestell 1 über einen vertikalen Zapfen 15 und ein Stoßverzehrglied 16 eingeleitet werden. Die Weiterleitung des Kraftflusses vom Längsträger in das Untergestell 2 verläuft in symmetrischer·: Weise, so daß auf eine Darstellung und Beschreibung verzichtet wird. Der Zapfen 15 ist zur Dämpfung und um Verschleiß zu vermeiden mittels einer Gummibuchse 17 in einem Gehäuse 18 des Stoßverkehrgliedes 16 gelagert. Das Gehäuse 18 ist durch zwei zur Längsmittelebene parallele und horizontal liegende

Lenker 19a und 19b (Figur 2) mit einem Federgehäuse 20 verbunden, welches die Kraft in den Querträger 5 und über diesen in den Längslenker 14 einleitet. Das Federgehäuse 20 enthält elastische Elemente wie Schraubenfeder oder Gummielemente, welche die Aufgabe haben, Stöße zu dämpfen und somit den Drehgestellrahmen 7 vor Lastspitzen zu bewahren und den Fahrkomfort zuvcecbessern.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf das Laufdrehgestell. Aus Symmetriegründen wird nur eine Hälfte des Drehgestelles beschrieben. An der Stirnseite des Drehgestelles befindet sich das Stoßverzehrglied 16, daß aus dem Gehäuse 3 8, zwei Lenkern 19a,und 19b,sowie aus dem Federgehäuse 20 besteht. Das Gehäuse 18 nimmt den aus Figur 1 ersichtlichen Zapfen auf, wobei zur Dämpfung zwischen Zapfen 15 und Gehäuse 18 eine Gummibuchse 17 vorgesehen ist. Vom Gehäuse 18 wird die Kraft auf die Lenker 19a und 19b übertragen. Die Lenker weisen dabei Gummibüchsen auf, um wartungsfrei zu sein, und um Stöße zu mildern. Vom Federgehäuse 20 übertragen sich die Zug- und Stoßkräfte auf den Querträger 5, von wo sie über den mit dem Stoßverzehrglied 16 fluchtenden Längsträger auf den benachbarten Wagenkasten 2 (Figur 1) übertragen werden. Zur Führung des Zapfens 15 in Querrichtung ist das Gehäuse 18 zu beiden Seiten mit Gleitflächen 18a,^;i8b versehen, die mit geringem Querspiel in Backen 18c, 18d geführt sind, Die Backen 18c, 18d sind aus elastischem Material und sind auf der Innenseite einer mit dem Querträger 5 verbundenen Auskragung 19 angebracht, welche das Gehäuse 18 u-förmig umschließt.

Die Vertikalkräfte der Wagenkästen 1 und 2 (Fi'gur 1 ) werden über die Luftfederbälge 3 und 4 in den Drehgestellrahmen eingeleitet. Die Luftfederbälge 3, 4 sind im Schnittpunkt der Querträger 5 und 6 mit dem Längsträger 14 angeordnet.

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Durch die Anordnung der Luftfederbälge 3, 4 in unmittelbarer Nähe oberhalb der Radsätze 21a, 21b sind die seitlichen Drehgestellangträger 22a und 22b nur durch geringe Biegekräfte aus der vertikalen Last beansprucht, so daß diese im Vergleich zur konventionellen An©Ednung der Sekundärfederung in Drehgestellmitte kleiner dimensioniert werden können, was zu der angestrebten Gewichtsersparni« wesentlich beiträgt. Die Zug- und Stoßkräfte verursachen in den Drehgestellangträgern 22a und 22b weder nennenswerte Biegemomente noch nennenswerte Äxialkräfte, da die Zug- und Stoßkräfte unmittelbar in den Längsträger 14 eingeleitet werden.

Zur Wankstabilisierung werden die vor- und nachlaufenden Triebdrehgestelle mit Sekundärfedern auf beiden Seiten versehen, so daß für die Wagenkästen 1, 2 eine Dreipunktabstützung entsteht.

Claims

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M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft

Nürnberg, 12. November 1984

Patentansprüche

Wiegenloses Luftfederdrehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Fahrzeuge des Nahverkehrs, bei dem zwei aufeinanderfolgende Wagenkästen über je eine Sekundärfederung auf einen Drehgestellrahmen eines Mitteldrehgestelles aufgelagert sind, wobei jedes Untergestell der Wagenkästen über je einen vertikalen in einer Längsmittelebene liegenden Zapfen mit einem Ende eines die Wagenkästen verbindenden Kupplungselements gelenkig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärfederung aus jeweils einem Luftfederbalg (3; bzw. 4) gebildet wird, der in Längsmittelebene der Wagenkästen (1 und 2) liegend zwischen dem Untergestellen (8, .9) und den Querträgern (5, 6) des Drehgestellrahmens (7) angeordaet ist, daß das Kupplungselement als ein Längsträger (14) ausgebildet ist, der in den Drehgestellrahmen (7) integriert ist und unmittelbar die Querträger (5, 6) desselben miteinander verbindet, und daß die Wagenkästen (1,und 2) über Zapfen (15) und je ein Stoßverzehrglied (16) und die Querträger (5, 6) über den Längsträger (14) kraftschlüssig untereinander verbunden sind, wobei das Stoßverzehrglied (16) in einer u-förmigen Austragung (19) des Querträgers (5) in vertikaler Richtung mit geringem Querspiel geführt ist.

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Luftfederdrehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Stoßverzehrglied (16) aus einem Gehäuse (18) gebildet wird, in dem der Zapfen (15) mit einer Gummibuchse (17) verschleißfrei gelagert ist, daß das Gehäuse (18) über zwei zur Längsmittelebene symmetrische und parallel verlaufende und
horizontal liegende, in.-Gummibüchsen gelagerte
Lenker (19a, 19b) mit einem Federgehäuse (20) verbunden ist, und daß das Federgehäuse (20) mit dem
Querträger (5) stirnseitig verbunden ist, wobei es mit dem die Querträger (5, 6) untereinander verbindenden Längslenker (14) fluchtet.