DE3935319A1

DE3935319A1 - Laufwerk fuer schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE3935319A1
Application number: DE19893935319
Authority: DE
Inventors: J Martin Dr Lipsius; Rainer Menssen
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: Bombardier Transportation GmbH
Priority date: 1989-10-24
Filing date: 1989-10-24
Publication date: 1991-04-25
Anticipated expiration: 2009-10-25
Also published as: DE3935319C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufwerk für Schienenfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wobei die axiale Bewegung zwischen Radsatz und Laufwerksrahmen mindestens an den Endradsätzen durch in etwa horizontaler Lage angeordneter Lenkerführung der Radsatzlager in Drehbewegung gegenüber dem Laufwerksrahmen umgesetzt wird, sodaß die Radsätze bei Bogenfahrt verringerte Anlaufwinkel gegenüber dem Gleis aufweisen.

Der Fahrzeugkasten stützt sich über vertikal und querelastische Federn auf mindestens zwei drehbar angeordnete Laufwerke ab.

Laufwerke im Sinne der Erfindung umfassen sowohl solche mit, als auch solche ohne angetriebene Radsätze.

Ein derartiges Laufwerk ist aus der DE - AS 24 19 989 bekannt, bei der die Radsatzführung über Lenker erfolgt, die bei Mittelstellung der Radsätze gegenüber der Laufwerkslängsachse unter einem Winkel α angeordnet sind, wobei bei Lage der Lenker von den Radsätzen zur Laufwerksmitte hin gerichtet, der Abstand der Lenkeranlenkpunkte am Laufwerksrahmen geringer ist, als der Abstand B an den Radsatzlagern, und bei Lage der Lenker von der Laufwerksmitte weg gerichtet der Abstand der Lenkeranlenkpunkte am Laufwerksrahmen größer ist als der Abstand B an den Radsatzlagern. Die Anordnung bewirkt günstigere Radsatzstellung, insbesondere bei Bogenfahrt mit Fliehkraftüberschuß und bei Bogeneinfahrt. Sie bewirkt dadurch niedrigere Führungskräfte und herabgesetzten Radkranzverschleiß und erlaubt bei vorgegebenen Führungskraftgrenzen höhere Fahrgeschwindigkeit in Gleisbögen.

Die bekannte Anordnung verringert jedoch die Laufstabilität bei Fahrt in geraden Gleisen oder Bögen mit großen Radien und begrenzt damit die zulässige Fahrgeschwindigkeit, da wegen der axialen Beweglichkeit der Radsätze die Quersteifigkeit, bzw. der Ausdrehwiderstand der Radsätze nicht auf für die Laufstabilität optimale Beträge gesteigert werden kann.

Für moderne Schienenfahrzeuge sind jedoch sowohl hohe Laufstabilität, d. h. niedrige Führungskräfte in geraden Gleisen, als auch niedriges Kraftniveau in Gleisbögen, insbesondere bei den vorherrschenden Bogenradien und möglichst hohe Fahrgeschwindigkeit in Bögen und geraden Gleisen gefordert, wobei die Konstruktion möglichst einfach sein soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Laufwerk der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, das die Vorteile verbesserter Bogenfahrt mit hoher Laufstabilität bei geringem Bauaufwand verbindet.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der gekennzeichnen Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dabei bedeuten in den Formeln (1) bis (3):

K₁ [-] Proportionalitätsfaktor
B [m] Abstand der Anlenkpunkte an den Radsatzlagern (in Querrichtung)
R [m] maßgeblicher Bogenradius
Q₀ [kN] stat. Radlast
g [m] Längsabstand Radsatzachse - Lenkeranlenkpunkt am Radsatzlager
Vorzeichen +, wenn Lenker zur Laufwerksmitte hin angeordnet sind,
Vorzeichen -, wenn Lenker von der Laufwerksmitte weg angeordnet sind.
α [rad] Winkel der Lenker gegenüber Laufwerkslängsachse in Mittelstellung der Radsätze
s [m] Querweg der Radsätze aus Mittelstellung

Weitere Ausgestaltungen der Erfindungen erfolgen durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 2 und 3.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Quersteifigkeit der Radsatzführung nur im unvermeidlichen Ausmaß verringert wird, und daß die Querdämpfung zwischen Laufwerk und Fahrzeugkasten bei hoher Geschwindigkeit für eine Stabilisierung des Laufes in der Geraden sorgt. Für noch höhere Geschwindigkeiten sorgt eine Kombination von Quer- und Drehdämpfung für weitergehende Stabilisierung des Laufes in der Geraden.

Dafür wird in Kauf genommen, daß die optimale Bogenstellung im Wesentlichen nur bei maximaler Bogengeschwindigkeit in dem für die Auslegung zugrundegelegten Bogenradius erreicht wird. Vorherrschender Bogenradius ist bei Gebirgsbahnen häufig R ≈300 m und im Hügelland R ≈ 500 m. Der Auslegung auf einen vorherrschenden Bogenradius kommt entgegen, daß Weichen im abzweigenden Ast gleichfalls weitgehend mit R ≈ 500 m ausgerüstet werden und daß bei Bogenradien über dem Auslegungsradius die Führungskräfte ohnehin schon abnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 die Seitenansicht eines zweiachsigen Laufwerks mit von den Radsätzen zur Laufwerksmitte hin gerichteten Lenkern,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das zweiachsige Laufwerk von Fig. 1,

Fig. 3 die Seitenansicht eines zweiachsigen Laufwerks mit von den Radsätzen jeweils zum Rahmenende hin gerichteten Lenkern,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das zweiachsige Laufwerk von Fig. 3,

Fig. 5 die Seitenansicht eines dreiachsigen Laufwerks mit von den Endradsätzen zur Laufwerksmitte hin gerichteten Lenkern und am Mittelradsatz angeordneten Lenkern,

Fig. 6 eine Draufsicht auf das zweiachsige Laufwerk von Fig. 5.

In Fig. 1 bis 6 sind der Laufwerksrahmen 2 und Teile des Fahrzeugkastens 1 dargestellt. Die Radsatzlager 3, die mit geringem Axialspiel auf den Radsätzen 6 angeordnet sind, werden mindestens an den Endradsätzen durch Lenker 4 geführt, die unter dem Winkel α gegenüber der Laufwerkslängsachse angeordnet sind, wobei in Fig. 1 und 2 ein Laufwerk mit 2 Radsätzen gezeigt ist, bei dem die Lenker 4 zur Laufwerksmitte hin- und in Fig. 3 und 4 von der Laufwerksmitte weg gerichtet angeordnet sind. Die Anlenkpunkte 4a, 4b besitzen kardanische Beweglichkeit. Fig. 5 und 6 zeigt ein Fig. 1 und 2 entsprechendes Laufwerk mit 3 Radsätzen, bei dessen mittlerem Radsatz 10 die Lenker 5 parallel zur Laufwerkslängsachse angeordnet sind. Die Anlenkpunkte 5a und 5b besitzen kardanische Beweglichkeit.

Der Fahrzeugkasten 1 stützt sich über senkrecht angeordnete Federn 14 auf den Längsrahmen 2 ab, wobei im Wesentlichen der horizontale Auslenkwiderstand der Federn 14 die Querfederung zwischen Fahrzeugkasten und Laufwerk übernimmt. Die Zugkraftübertragung erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise durch Zugstangen 9. Gegebenenfalls sind Antriebe 8 vorhanden (in Fig. 2 gestrichelt gezeichnet).

Der Laufwerksrahmen 2 stützt sich über senkrecht angeordnete Federn 15 auf die Radsatzlager 3 ab, wobei im Wesentlichen die horizontale Auslenkung der nach der Gleichung (2) ausgelegten Federn 15 als Ausdrehwiderstand der Radsätze 6 gegenüber dem Laufwerksrahmen 2 wirkt.

Die Querauslenkung der Radsätze wird durch Anschläge 7 mit an den Endradsätzen nach der Gleichung (1) ausgelegtem Querspiel begrenzt.

Im Wesentlichen parallel zur Querfederung zwischen Laufwerk und Fahrzeugkasten sind Dämpfer 11 angeordnet.

Mit großem Abstand von der Längsmittelachse, mindestens im Abstand ß voneinander, sind bei einer anderen Ausführungsform im Wesentlichen längsliegende Dämpfer 12 zwischen Laufwerk 2 und Fahrzeugkasten 1 angeordnet.

Zwischen Rahmen 2 und Radsatzlager 3 sind Dämpfer 13 im Wesentlichen senkrecht angeordnet.

Claims

1. Laufwerk für Schienenfahrzeuge, bestehend aus mindestens zwei axial beweglichen Radsätzen, über Federn an den Radsätzen abgestützte ein- oder mehrteilige Rahmen und mindestens an den Endradsätzen unter einem Winkel α zur Laufwerkslängsachse angeordneten Lenkern zur Radsatzführung mit Begrenzung der Querbewegung der Radsätze durch Anschläge, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Winkelstellung der Lenker (4) gegenüber Laufwerkslängsachse in Mittelstellung der Endradsätze (6) im Bereich von α = 10° bis 40°.
b) Querspiel (s) der Radsatzführung der Endradsätze (6) aus der Mittelstellung bis zum stirnseitigen Anschlag (7) im Bereich 10-40 mm gemäß der Gleichung
c) Horizontale Gesamtsteifigkeiten der Radsatzfedern (15) in Querrichtung gemäß der Gleichung wobeiK₁ = 1,5+5 (3)
d) Im Wesentlichen quer angeordnete Dämpfer (11) parallel zur Querfederung zwischen Rahmen (2) und Fahrzeugkasten (1).

2. Laufwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Wesentlichen längsliegende Dämpfer (12) zwischen dem Rahmen (2) und dem Fahrzeugkasten (1) angeordnet sind.

3. Laufwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Wesentlichen längsliegende Dämpfer zwischen Laufwerk und Fahrzeugkasten angeordnet sind.