DE3838845A1 - Raeumliche einzelradaufhaengung fuer raeder von schienenfahrzeugen - Google Patents
Raeumliche einzelradaufhaengung fuer raeder von schienenfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine räumliche Einzelradaufhängung für
Räder von Schienenfahrzeugen, bei der die Radeinheit bestehend
aus dem Rad, der Radlagerung, dem nicht rotierenden Radträger
sowie gegebenenfalls einer Antriebs- und/oder Bremsvorrichtung
gegenüber dem Fahrzeug Lenkbewegungen und/oder Federbewegungen
ausführen kann, und bei der die Radträger über Lenker, die an
ihren Enden Gelenke aufweisen, beweglich mit dem Fahrzeug sowie
mit einem als Spurstange wirkenden Lenker durch oder über
Zwischenelemente mit dem Radträger des gegenüberliegenden
Rades verbunden sind.
Bisher sind keine Schienenfahrzeuge bekannt geworden, bei denen
das einzelne Rad mit Lenkern oder ähnlichen Elementen am Fahr
zeug angeordnet oder angelenkt ist. Es sind aber Bestrebungen
vorhanden, unter Vermeidung eines Drehgestells möglichst viel
Raum auch zwischen den Rädern freizuhalten und den Lauf der
Räder auf der Schiene durch selbsttätiges Einstellen der Räder
tangential zur Schiene zu verbessern und das Geräusch- und Ver
schleißverhalten der Schienenfahrzeug-Räder zu verbessern,
wobei die ungefederten Massen verringert werden können, was sich
günstig auf den Fahrkomfort auswirkt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten
Nachteile von Drehgestellen und Starrachsen zu vermeiden und
darüberhinaus eine Radanlenkung am Schienenfahrzeug zu schaffen,
die die vorgenannten Verbesserungen bringt.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß der Anlenkpunkt
mindestens eines Lenkers am Fahrzeug in Abhängigkeit vom Fahr
zustand, wie Vor- oder Rückwärtsfahrt, Gerade- oder Kurvenfahrt,
Bremsen oder Antrieb und/oder in Abhängigkeit vom Verschleiß
zustand der Radreifen verstellbar ist.
Vorteilhaft sind die Lenker im wesentlichen auf der der Fahr
zeugmitte abgewandten Seite der Radeinheit angeordnet, und
die durch die Anordnung der Lenker festgelegte momentane Lenk
achse liegt zumindest näherungsweise in der senkrecht zur
Rotationsachse des nicht verschwenkten Rades gelegenen Ebene,
die auch den Berührpunkt Rad-Schiene (Radaufstandspunkt) enthält.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Einzelradaufhängung liegt
vor allem darin, daß man kein Drehgestell benötigt und damit
erheblich Gewicht der ungefederten Massen einspart, was wieder
der Laufruhe des Schienenfahrzeugs zugute kommt. Weiter läßt
sich mit der Erfindung durch den Wegfall der starren Achse die
Fußbodenhöhe des Fahrzeugs erheblich absenken (Niederflurfahr
zeug), was den Ein- und Ausstieg erleichtert und so den Komfort
der Fahrgäste erhöht. Durch die Führung des Rades an Lenkern
und die dadurch gebildete virtuelle Schwenkachse steht der ge
samte Bauraum innerhalb des Rades für den Antrieb z.B. durch
einen Radnabenmotor mit nachgeschaltetem Planetengetriebe zur
Verfügung.
Da die selbstlenkenden Räder sich stets tangential zur Schiene
einstellen, entfällt das von den Drehgestellen bekannte Kurven
quietschen in engen Gleisbögen, was sich auch günstig auf das
Verschleißverhalten der Radreifen auswirkt.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der
Erfindung schematisch anhand eines Schienenrades 11 dargestellt,
welches auf einer Schiene 12 rollt und dort den Radaufstands
punkt 13 bildet. Das Rad 11 rotiert auf einer Achse 14, welche
fest mit dem nichtrotierenden Radträger 15, 16 verbunden ist.
Am Rad 11 können noch in bekannter Weise (nicht dargestellte)
Antriebs- und/oder Bremsvorrichtungen angeordnet sein.
Die aus Rad 11, Radlagerung auf der Achse 14 und nichtrotier
endem Radträger 15, 16 bestehende Radeinheit ist mit 4 Lenkern
17, 18, 19 und 20 derart am Fahrzeug 21 angelenkt, daß die
Anlenkpunkte am Fahrzeug einen größeren Abstand besitzen als
am Teil 16 des Radträgers 15, 16. Die Lenker 17-20 sind im
wesentlichen auf der von der Fahrzeugmitte abgewandten Seite der
Radeinheit 15, 16 angeordnet, wobei die durch die Anordnung der
Lenker 17-20 festgelegte momentane Lenkachse 22 zumindest
näherungsweise in der senkrecht zur Rotationsachse 14 des nicht
verschwenkten Rades 11 liegenden Ebene 23 liegt, die auch den
Berührungspunkt Rad-Schiene (Radaufstandspunkt 13) enthält.
Weiter ist an einem Lenker 19 eine Feder 24 angeordnet,
welche sich am Fahrzeug 21 abstützt. Außerdem ist am Rad
träger 15, 16 eine Spurstange 25 angelenkt, welche mit dem
Radträger des gegenüber liegenden Rades verbunden ist.
Die beiden Lenker 17 und 18 sind gemäß der Erfindung so am
Fahrzeug 21 angelenkt, daß sich ihre fahrzeugseitigen Anlenk
punkte in je einer Führung 26, 27 waagrecht und etwa parallel
zur Fahrzeuglängsachse verschieben lassen. Die beiden Führungen
26 und 27 sind gleich lang und so angeordnet, daß auch bei in
die jeweilige Endlage verschobenen Lenkern 17 und 18 die Lenk
achse 22 noch immer in der Ebene 23 liegt.
An einem oder mehreren Lenkern 17-20 sind an sich aus dem
Fahrzeugbau bekannte Elemente, wie Federn 24 und/oder Dämpfungs
elemente angeordnet.
Die Verstellung der Lenker 17 und 18 in den Führungen 26, 27
kann durch elektrische, pneumatische und/oder hydraulische
Einrichtungen in Abhängigkeit von Fahrtrichtung, Längs- oder
Querbeschleunigungen bzw. -verzögerungen und/oder Beladungszu
stand des Fahrzeugs erfolgen.
Selbstverständlich kann man auch alle Lenker 17-20 in Füh
rungen anordnen, sodaß sich die Anlenkpunkte aller Lenker ver
schieben lassen. Dies hat gegenüber der Verstellung von max.
2 Lenkern - bei allerdings größerem Bauaufwand - den Vorteil,
daß eine kleinere Verschiebung der Anlenkpunkte ausreicht,
um eine gleich große Neigung der virtuellen Lenkachse zu
erzielen.
Claims (7)
1. Räumliche Einzelradaufhängung für Räder von Schienenfahrzeugen,
bei der die Radeinheit, bestehend aus dem Rad, der Radlagerung,
dem nichtrotierenden Radträger sowie gegebenenfalls einer An
triebs- und/oder Bremsvorrichtung gegenüber dem Fahrzeug Lenk
bewegungen und/oder Federbewegungen ausführen kann, und bei der
die Radträger über Lenker, die an ihren Enden Gelenke aufweisen,
beweglich mit dem Fahrzeug sowie mit einem als Spurstange
wirkenden Lenker durch oder über Zwischenelemente mit dem Rad
träger des gegenüber liegenden Rades verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anlenkpunkt mindestens eines
Lenkers (17-20) am Fahrzeug (21) in Abhängigkeit vom Fahrzustand,
wie Vor- oder Rückwärtsfahrt, Gerade- oder Kurvenfahrt, Bremsen
oder Antrieb und/oder in Abhängigkeit vom Verschleißzustand
der Radreifen verstellbar ist.
2. Räumliche Einzelradaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß an mindestens einem Lenker (17-20) eine Feder
(24) zur Aufnahme der Radlast angeordnet ist.
3. Räumliche Einzelradaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß an mindestens einem der Lenker (17-20)
ein Dämpfer angeordnet ist.
4. Räumliche Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Feder (24) und/oder
mindestens ein Dämpfer zwischen Radträger (15, 16) und
Fahrzeug (21) angeordnet ist.
5. Räumliche Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (17, 21) im wesentlichen
auf der der Fahrzeugmitte abgewandten Seite der Radeinheit
(15, 16) angeordnet sind und daß die durch die Anordnung der
Lenker festgelegte momentane Lenkachse zumindest näherungsweise
in derjenigen senkrecht zur Rotationsachse des Rades gelegenen
Ebene liegt, die auch den Berührpunkt Rad-Schiene (Radaufstands
punkt) enthält.
6. Räumliche Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Anlenkpunkte des
oder der Lenker (17-20) am Fahrzeug (21) mit an sich bekannten
elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Einrichtungen
in den Führungen (26, 27) verstellt wird bzw. werden.
7. Räumliche Einzelradaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Anlenkpunkte
des oder der Lenker (17-20) am Fahrzeug (21) mittel- oder
unmittelbar durch die Trägheitskraft einer unter dem Einfluß
von Quer- oder Längsbeschleunigungen befindlichen Masse erfolgt.
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