DE3730180A1 - Drehgestell mit gelenkten radsaetzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehgestell mit gelenkten Radsätzen, bei dem die Radsätze durch Lenker untereinander radial einstellbar geführt sind.

Durch die DE-AS 16 05 826 ist ein Drehgestell bekannt, bei dem die Radsätze durch zwei an diametral gelegenen Radsatzlagern angreifende Lenker radial einstellbar geführt sind. Die an den Radsatzlagern angeschlossenen Lenker sind in Drehgestellmitte über einen Hebel drehfest mit einer Welle verbunden, die in einem Drehgestellrahmen quer zur Fahrtrichtung liegend drehbar gelagert ist. Die beiden Hebel sind um 180° zueinander versetzt, so daß sich beim Durchfahren eines Gleisbogens nach dem Anlaufen des vorderen Radsatzes und dessen radiale Einstellung auf dem Krümmungsmittelpunkt des Gleisbogens über die Lenker auch der nachfolgende Radsatz radial auf den Krümmungsmittel­ punkt hin einstellen kann. Eine solche Lenkeinrichtung hat den entscheidenden Nachteil, daß über den Lenkmechanismus keine Übertragung von Zug- und Stoßkräften vom vorderen auf den hinteren Radsatz möglich ist.

Hier setzt die Erfindung ein, deren Aufgabe darin besteht, einen Lenkmechanismus gemäß dem Gattungsbegriff so weiterzu­ bilden, daß eine Übertragung der Zug- und Stoßkräfte von einem Radsatz auf den anderen möglich ist, ohne daß die radiale Einstellbarkeit der Radsätze darunter beeinträchtigt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe zum einen dadurch, daß jedes der vier Radsatzlager elastisch an Lenker angeschlossen ist, daß dabei ein erster und zweiter Lenker einer Drehgestellseite mit den Enden eines ersten Hebels verbunden ist, daß ein dritter und vierter Lenker der anderen Drehgestellseite mit den Enden eines zweiten Hebels verbunden ist, wobei der erste und zweite Hebel welche in Mittellage senkrecht stehen drehfest an eine Welle angeschlossen sind, welche drehbar in Drehgestellmitte quer zur Fahrtrichtung liegend in Langträgern eines Drehgestell­ rahmens drehbar gelagert ist, und daß dabei der erste und vierte Lenker am unteren Ende des ersten, bzw. zweiten Hebels ange­ schlossen ist, während die zweiten und dritten Lenker am oberen Ende des ersten bzw. zweiten Hebels angeschlossen sind.

Dadurch, daß sämtliche Radsatzlager durch Lenker und Welle funktionell untereinander verbunden sind, können die Rad­ sätze Drehbewegungen um eine senkrechte Achse ausführen und sich somit radial in Richtung eines Krümmungsmittelpunktes eines Gleisbogens einstellen, dagegen sind lineare Ver­ schiebungen in Fahrtrichtung ausgeschlossen, da dies durch die Welle verhindert wird.

Zum anderen wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder Radsatz eines Drehgestelles eine hohle Radsatzwelle aufweist, in der eine Welle koaxial drehbar gelagert ist, daß die Welle an ihren freien Enden drehfest mit einem ersten bzw. zweiten Hebel verbunden ist, wobei die beiden Hebel um 180° versetzt sind, und daß der erste Hebel mit dem ersten Lenker und der zweite Hebel mit dem zweiten Lenker elastisch verbunden ist und beide Lenker in angrenzenden Langträgern eines Drehgestellrahmens in gleicher Entfernung von der Radsatzwelle gelenkig gelagert sind.

Eine solche Einrichtung ist besonders vorteilhaft beim Einbau eines Monomotors. Dadurch, daß die Welle durch die hohle Radsatz­ welle geführt wird, können ungehindert die Getriebemittel zwischen Monomotor und den Radsatzwellen angeordnet werden.

Des weiteren kann die Aufgabe dadurch gelöst werden, daß jedes Rad eines Radsatzes in ersten und zweiten Radsatz­ lagern geführt ist und die drehmomentschlüssige Verbindung der beiden Räder eines Radsatzes durch eine Gelenkwelle erfolgt, beispielsweise eine Kardanwelle, wobei jedem Rad ein Gelenk zugeordnet ist, daß das erste Radsatzlager an einem ersten Lenker und einem ersten Hebel und das zweite Radsatzlager an einem zweiten Lenker und einem zweiten Hebel angeschlossen ist, wobei die beiden Hebel drehfest und um 180° zueinander versetzt mit einer ersten Welle verbunden sind, welche quer zur Fahrtrichtung liegend in Langträgern des Drehgestellrahmens drehbar gelagert ist, daß ein zweiter Radsatz funktionell über Verbindungslenker mit dem ersten Radsatz verbunden ist, wobei symmetrisch zur Mittelquer­ ebene eine zweite Welle vorgesehen ist, welche über Lenker und Hebel den Radsatz in gleicher Weise wie den Radsatz steuert.

Als besonderer Vorteil dieser Bauart ist zu nennen, daß der Anlaufwinkel in der Kurve auf Null gestellt werden kann. Der Antrieb beider Räder des Radsatzes kann in relativ einfacher Weise vom Motor über die Gelenkwelle erfolgen.

In anderer Weise kann die Aufgabe dadurch gelöst werden, daß das Drehgestell über vier Losräder verfügt, wobei jedes Losrad mittels einer Drehachse im Radsatzlager gelagert ist, welches elastisch im Langträger des Drehgestellrahmens geführt ist, daß die über jedes Losrad verlängerten Drehachsen an Lenker angeschlossen sind, daß dabei ein erster und zweiter Lenker einer Drehgestellseite mit den Enden eines ersten Hebels verbunden ist, daß ein dritter und vierter Lenker der anderen Drehgestellseite mit den Enden eines zweiten Hebels verbunden ist, wobei der erste und zweite Hebel welche in Mittellage senkrecht stehen drehfest an eine Welle angeschlossen sind, welche drehbar in Drehgestellmitte quer zur Fahrtrichtung liegend in Langträgern eines Drehge­ stellrahmens drehbar gelagert ist, und daß dabei der erste und vierte Lenker am unteren Ende des ersten, bzw. zweiten Hebels angeschlossen ist, während die zweiten und dritten Lenker am oberen Ende des ersten bzw. zweiten Hebels ange­ schlossen sind.

Ein Drehgestell mit Losrädern besitzt den Vorteil, daß der Wegausgleich zwischen den innen und den außen laufenden Rädern beim Bogenlauf ohne Zwang möglich ist. Da der Raum zwischen den Losrädern frei ist kann er für einen tief liegenden durchgehenden Fußboden genutzt werden. Die in Höhe der Radsatzlager liegende Welle kann zu diesem Zweck durchaus auch tiefer im Drehgestellrahmen gelagert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen darge­ stellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Drehgestell mit gelenkten Radsätzen in Seiten­ ansicht,

Fig. 2 ein Drehgestell mit gelenkten Radsätzen in Drauf­ sicht,

Fig. 3 ein räumliche, schematische Darstellung der Lenker,

Fig. 4 ein gelenkter Radsatz eines Drehgestelles für den Einbau eine Monomotors,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Radsatzes mit Lenkerführung,

Fig. 6 ein Drehgestell mit schwenkbaren Rädern in Draufsicht,

Fig. 7 ein Drehgestell mit schwenkbaren Rädern in Seiten­ ansicht,

Fig. 8 ein Drehgestell mit gelenkten Losrädern,

Fig. 9 ein Drehgestell mit gelenkten Losrädern in Drauf­ sicht.

Zur Lenkung von Radsätzen 1 eines Drehgestelles wird wie in Fig. 1 dargestellt, jedes Radsatzlager 2 elastisch an Lenker 3 bis 6 angeschlossen. Die Radsatzlenker 2 sind über Primärfedern 7 längs- und querelastisch mit Langträgern 8 eines Drehgestellrahmens verbunden, so daß sich die Radsätze 1 beim Bogenlauf ohne größeren Widerstand in Richtung auf einen Krümmungsmittelpunkt eines Gleisbogens ausrichten können. Zur Koppelung der Radsätze 1 untereinander werden die Radsatzlager 2 einer Drehgestellseite über einen ersten und zweiten Lenker 3 und 4 verbunden, wobei die Lenker 3 und 4 in Drehgestellmitte am einen in Ausgangslage senkrecht stehenden ersten Hebel 9 angelenkt sind. Dieser erste Hebel 9 ist drehfest mit einer Welle 10 verbunden, welche in den Langträgern 8 drehbar ge­ lagert ist und die auf der anderen Drehgestellseite drehfest an einen zweiten Hebel 11 (Fig. 2) angeschlossen ist, welcher in Ausgangslage ebenfalls senkrecht steht.

An diesem zweiten Hebel sind nach Fig. 2 ein dritter und vierter Lenker 5 und 6 angelenkt, die mit den Radsatzlagern 2 verbunden sind.

Aus Fig. 3 ist in räumlicher Darstellung die Lage der Lenker 3 bis 6 zu ersehen. Die Lenker 3 und 5 und die Lenker 4 und 6 sind jeweils um 180° versetzt. Die Lenker 3 und 4 sind dabei ebenfalls um 180° versetzt an den Enden des ersten Hebels 9 angelenkt, während die Lenker 5 und 6 an den Enden des zweiten Hebels 11 angelenkt sind. Die Hebel 9 und 11 sind durch die Welle 10 drehfest verbunden, die drehbar in den angedeuteten Lang­ trägern 8 des Drehgestellrahmens gelagert ist.

Beim Durchfahren eines Gleisbogens ist leicht einzusehen, daß, wenn sich das Radsatzlager 2 einer Drehgestellseite in Richtung eines ersten Vektors 12 bewegt, sich das Radsatz­ lager 2 der gleichen Seite in Richtung eines zweiten Vektors 13 bewegt und sich die beiden Radsatzlager 2 der anderen Seite zwangsläufig um den gleichen Wegbetrag in Richtung der dritten und vierten Vektoren 14 und 15 bewegen, so daß die Radsätze 1 die strichliert eingezeichnete Lage einnehmen und zum Krümmungsmittelpunkt eines Gleisbogens hin ausge­ richtet sind.

Im Falle, daß ein Monomotor für den Einbau in ein Triebdreh­ gestell vorgesehen ist, ist es nach Fig. 4 vorteilhaft die Welle 10 in eine hohle Radsatzwelle 16 des Radsatzes 1 einzubauen. Die Welle 10 ist konzentrisch in der Radsatz­ welle 16 gelagert und weist an ihren Enden einen ersten und zweiten Hebel 9 und 11 auf, die beide drehfest mit Welle 10 verbunden sind. Der erste Hebel 9 ist über einen ersten Lenker 3 und der zweite Hebel 11 über einen zweiten Lenker 4 mit den Langträgern 8 des Drehgestellrahmens gelenkig verbunden.

Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, sind die Lenker 3 und 4 der Radsatzführung nach Fig. 4 gleich lang, die Hebel 9 und 11 sind um 180° versetzt. Jeder Radsatz 1 des Drehgestelles ist in gleicher Weise angelenkt, wie in den Fig. 4 und 5 dar­ gestellt.

Eine Variante der Erfindung mit schwenkbaren Radpaaren ist in Fig. 6 dargestellt. Jedes Rad 16 des Drehgestelles ist mittels zweier Radsatzlager 2 a, 2 b geführt, welche das Rad 16 längs-und querelastisch im nicht dargestellten Drehgestellrahmen führen. Ein Radsatzlager 2 a ist an den ersten Lenker 3 und ein zweites Radsatzlager 2 b ist an den zweiten Lenker 4 angeschlossen. Beide Lenker 3 und 4 sind über die ersten und zweiten Hebel 9 und 11 drehfest mit der ersten Welle 10 a verbunden, die im Langträger 8 drehbar gelagert ist. Die beiden Hebel 9 und 11 sind um 180° versetzt. Über die quer zur Fahrtrichtung liegende Welle 10 ist der Radsatz der anderen Drehgestellseite in gleicher Weise angeschlossen. Zur Übertragung des Drehmoments eines Motors sind die Räder des Radsatzes 1 durch eine Gelenkwelle 17 verbunden, welche als Kardanwelle ausgeführt sein kann. Das Rad 16 ist durch diese Einrichtung ebenso wie die übrigen Räder des Drehgestelles in der Lage, um einen ideellen Punkt 18 zu schwenken. Der Schwenkwinkel ergibt sich bei Kurvenfahrt durch das freie Spiel der Kräfte und Momente der durch Welle 8 verbundenen Räder des Radsatzes 1.

Die Verbindung der beiden Radsätze 1 und 1 a des Drehgestelles ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. Die erste Welle 10 a ist über einen Verbindungslenker 19 mit einer zweiten Welle 10 b verbunden, die ebenso wie Welle 10 a über Lenker und Hebel an den Radsatz 1 b angeschlossen ist.

Die Verbindung ist dabei so zu gestalten, daß dem ersten Lenker 3 ein Lenker 3 a und dem zweiten Lenker 4 ein Lenker 4 a des zweiten Radsatzes 1 a zugeordnet ist.

Um einen vollen Wegausgleich der Räder bei Kurvenfahrt herbeizu­ führen, wird nach Fig. 8 vorgeschlagen, sämtliche Räder als Losräder auszuführen. Das Rad 16 ist dabei freifliegend im Radsatzlager 2 gelagert, welches wiederum elastisch im nicht dargestellten Langträger des Drehgestellrahmens gelagert ist. Eine Drehachse 19 ist über das Rad 16 hinaus verlängert und ebenso wie die übrigen Räder an Lenker 3 bis 6 angeschlossen, die über Hebel und die Welle 10 untereinander verbunden sind.

Die Verbindung der Lenker 3 bis 6 erfolgt ebenso wie unter Fig. 3 bereits ausführlich dargestellt wurde.

Fig. 9 zeigt das mit Losrädern 16 ausgeführte Drehgestell in Seitenansicht. Bei der Anordnung der Lenker 3 bis 6 darf auf die Fig. 1 und 3 verwiesen werden.

Claims (4)

1. Drehgestell mit gelenkten Radsätzen, bei dem die Radsätze durch Lenker untereinander radial einstellbar geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der vier Radsatz­ lager (2) elastisch an Lenker angeschlossen ist, daß dabei ein erster und zweiter Lenker (3 und 4) einer Drehgestell­ seite mit den Enden eines ersten Hebels (9) verbunden ist, daß ein dritter und vierter Lenker (5 und 6) der anderen Drehgestellseite mit den Enden eines zweiten Hebels (11) verbunden ist, wobei der erste und zweite Hebel (3 und 4) welche in Mittellage senkrecht stehen drehfest an eine Welle (10) angeschlossen sind, welche drehbar in Drehge­ stellmitte quer zur Fahrtrichtung liegend in Langträgern (8) eines Drehgestellrahmens drehbar gelagert ist, und daß dabei der erste und vierte Lenker (3 und 6) am unteren Ende des ersten, bzw. zweiten Hebels (9 bzw. 11) angeschlossen ist, während die zweiten und dritten Lenker (4 und 5) am oberen Ende des ersten bzw. zweiten Hebels (9 bzw. 11) angeschlossen sind.

2. Drehgestell mit gelenkten Radsätzen, bei dem die Radsätze durch Lenker untereinander radial einstellbar geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Radsatz (1) eines Dreh­ gestelles eine hohle Radsatzwelle (16) aufweist, in der eine Welle (10) koaxial drehbar gelagert ist, daß die Welle (10) an ihren freien Enden drehfest mit einem ersten bzw. zweiten Hebel (9 bzw. 11) verbunden ist, wobei die beiden Hebel (9, 11) um 180° versetzt sind, und daß der erste Hebel (9) mit dem ersten Lenker (3) und der zweite Hebel (11) mit dem zweiten Lenker (4) elastisch verbunden ist und beide Lenker (3, 4) in angrenzenden Langträgern (8) eines Drehgestellrahmens in gleicher Entfernung von der Radsatz­ welle (1) gelenkig gelagert sind.

3. Drehgestell mit gelenkten Radsätzen, bei dem die Radsätze durch Lenker untereinander radial einstellbar geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rad (16) eines Radsatzes (1) in ersten und zweiten Radsatzlagern (2 a, 2 b) geführt ist und die drehmomentschlüssige Verbindung der beiden Räder eines Radsatzes (1) durch eine Gelenkwelle (17) erfolgt, beispielsweise eine Kardanwelle, wobei jedem Rad ein Gelenk zugeordnet ist, daß das erste Radsatzlager (2 a) an einem ersten Lenker (3) und einem ersten Hebel (9) und das zweite Radsatzlager (2 b) an einem zweiten Lenker (4) und einem zweiten Hebel (11) angeschlossen ist, wobei die beiden Hebel (9, 11) drehfest und um 180° zueinander versetzt mit einer ersten Welle (10 a) verbunden sind, welche quer zur Fahrtrichtung liegend in Langträgern (8) des Drehgestell­ rahmens drehbar gelagert ist, daß ein zweiter Radsatz (1) funktionell über Verbindungslenker (19) mit dem ersten Radsatz (1) verbunden ist, wobei symmetrisch zur Mittel­ querebene eine zweite Welle (10 b) vorgesehen ist, welche über Lenker (3 a und 4 a) und Hebel den Radsatz (1 a) in gleicher Weise wie den Radsatz (1) steuert.

4. Drehgestell mit gelenkten Radsätzen, bei dem die Radsätze durch Lenker untereinander radial einstellbar geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehgestell über vier Losräder (16) verfügt, wobei jedes Losrad (16) mittels einer Drehachse (19) im Radsatzlager (2) gelagert ist, welches elastisch im Langträger (8) des Drehgestellrahmens geführt ist, daß die über jedes Losrad (16) verlängerten Drehachsen (19) an Lenker angeschlossen sind, daß dabei ein erster und zweiter Lenker (3 und 4) einer Drehgestellseite mit den Enden eines ersten Hebels (9) verbunden ist, daß ein dritter und vierter Lenker (5 und 6) der anderen Drehge­ stellseite mit den Enden eines zweiten Hebels (11) ver­ bunden ist, wobei der erste und zweite Hebel (3 und 4) welche in Mittellage senkrecht stehen drehfest an eine Welle (10) angeschlossen sind, welche drehbar in Drehge­ stellmitte quer zur Fahrtrichtung liegend in Langträgern (8) eines Drehgestellrahmens drehbar gelagert ist, und daß dabei der erste und vierte Lenker (3 und 6) am unteren Ende des ersten, bzw. zweiten Hebels (9 bzw. 11) ange­ schlossen ist, während die zweiten und dritten Lenker (4 und 5) am oberen Ende des ersten bzw. zweiten Hebels (9 bzw. 11) angeschlossen sind.