DE4230549A1 - Aufhängung zur Führung der in einem Drehgestell von Schienenfahrzeugen angeordneten Antriebsaggregate - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängung zur Führung der in einem Drehgestell von Schienenfahrzeugen angeordneten Antriebsaggregate, insbesondere für die Fahrmotor-Getriebeblöcke von schnellauffähigen Drehgestellen für elektrische Lokomotiven, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Wesentliche Probleme bei der Gestaltung der Aufhängung der Fahrmotor- Getriebeblöcke und damit der Stabilität des Fahrzeuglaufes schnellauffähiger Drehgestelle von elektrischen Lokomotiven (< 250 kmh) bilden immer wieder die Senkung der Beanspruchung von Fahrzeugen und Gleis und damit verbunden der Wunsch einer Verschleißminderung am rollenden Material und an der Gleisanlage selbst.

Um die Stabilität des Fahrzeuglaufes zu erhöhen ist es allgemein bekannt, die in zwei- und mehrachsigen Drehgestellen angeordneten Fahrmotore als sogenannte Tilger einzusetzen, die Schwingungen des Drehgestelles sowohl quer zur Fahrtrichtung, als auch Drehschwingungen um die Hochachse des Drehgestelle aufzunehmen (vgl. dazu DE-OS 28 37 302).

Zur weiteren Verbesserung der Lauffähigkeit von Drehgestellen für hohe Geschwindigkeiten ist es bekannt, die Masse des Drehgestells dadurch zu verringern, so daß der Motor-Getriebeblock nicht am Drehgestell, sondern am Fahrzeugrahmen, der gegenüber dem Drehgestell abgefedert ist, über mindestens drei lotrechte Pendel querschwingbar aufgehängt ist (vgl. dazu DE-OS 26 50 035). Die Längskräfte des Fahrmotor-Getriebeblocks werden über einen Längslenker auf den Rahmenteil des Fahrzeuges übertragen, wobei die Nachführung bei Kurvenlauf des Drehgestells mittels einer Servoeinrichtung mittels einer entsprechenden Steuertechnik erfolgt. Da jedoch die Bewegung zwischen Radsatz und Hohlwelle und damit die Laufqualität bei Bogenfahrt immer durch die Verbindung Antriebseinheit und Wagenkasten bestimmt wird, ist dieser Faktor ebenfalls bei schnellaufenden Hochleistungslokomotiven zu berücksichtigen. Die Lösung ist auf Grund einer zusätzlich eingesetzten Servosteuerung technologisch als sehr aufwendig anzusehen. So wird bei einer reinen Wagenkastenaufhängung des Antriebes (volle Sekundärabfederung), wie sie auch die DE-PS 28 22 991 aufzeigt, die Bewegung zwischen Radsatz und Hohlwelle in ihrer Gesamtheit durch die′ Relativbewegung zwischen dem Wagenkasten und dem Drehgestell bestimmt. Deshalb muß immer ein bestimmtes Ausgleichsspiel zwischen dem Radsatz und der Hohlwelle berücksichtigt werden.

So zeigt die DE-PS 28 22 992 ein schnellaufendes Drehgestell von Schienenfahrzeugen auf, bei dem die Masse des Drehgestells dadurch verringert wird, indem die Abstützung des Fahrmotor-Getriebeblocks nach dem bekannten Prinzip einer Dreipunktaufhängung erfolgt, jedoch einerseits eine Aufhängung am Fahrzeugrahmen befestigt und andererseits der Fahrmotor-Getriebeblock auf der Achsseite mittels zweier Pendel am Drehgestellrahmen aufgehängt ist. Die zwischen Fahrmotor-Getriebeblock und Fahrzeugrahmen querliegende Lenkerstange (mit schaltbarem Kupplungselement) stellt eine starre Verbindung her, so daß das Fahrmotor-Getriebeaggregat nicht an der Drehgestellbewegung quer zur Fahrtrichtung sowie in Drehrichtung um den Drehzapfen teilnimmt. Die aus den vertikalen Pendeln gebildeten weiteren Aufhängungspunkte gleichen die Relativbewegung zwischen Drehgestell- und Fahrzeugrahmen aus, wobei beim Lauf im gebogenen Gleis und bei niedrigen Geschwindigkeiten über ein weiteres Kupplungselement eine starre Verbindung zwischen dem Motor-Getriebeblock und dem Drehgestellrahmen hergestellt wird (während bei den Betriebszuständen das Kuppelelement zwischen Fahrmotor-Getriebeblock und Fahrzeugrahmen gelöst wird). Bei nur einer Aufhängung am Fahrzeugrahmen und den anderen bei im Drehgestell angeordneten Abstützung (Dreipunktaufhängung) ist zwar eine ungünstigere Sekundärabfederung gegeben, jedoch ist in diesem Fall trotzdem eine konstruktive Maßnahme möglich, um das erforderliche Spiel zwischen dem Radsatz und der Hohlwelle zu gestalten. Nachteilig bei der Lösung gemäß DE-PS 28 22 992 ist, daß bei gleichbleibendem Platzangebot für den Fahrmotor mit einstufigem Getriebe eine weitere Erhöhung der Leistung nicht mehr möglich ist. Bei Erhalt einer gleich guten sekundären Federungsqualität und bei Einsatz eines einstufigen Getriebes verringert sich der konstruktiv machbare Abstand zwischen dem Radsatz und der Hohlwelle. Dadurch ist bei schneller Bogenfahrt das erforderliche Querspiel nicht mehr gegeben.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Aufhängung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, die bei gleich guter sekundärer Federungsqualität zwischen Wagenkasten und Drehgestell eine ausreichende Querbeweglichkeit des Fahrmotors bzw. des Fahrmotor- Getriebeblocks ermöglicht, um dadurch das Fahrverhalten gegenüber einem Gestellmotor herkömmlicher Aufhängungsart weiter zu verbessern. Diese Lösung soll dabei nicht ausschließlich für einen bestimmten Typ von Schienenfahrzeugen anzuwenden sein. Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.

Die Ausbildung des Auslegers gemäß Anspruch 2 als integriertes Bauteil eines tragenden Getriebekastens ermöglicht eine Verringerung des technologischen Aufwandes.

Ist der Getriebekasten als nichttragende Konstruktion ausgebildet, erfolgt gemäß Anspruch 3 eine Anbringung des Auslegers direkt am Gehäuse des Fahrmotors, wodurch dieser variierbar wird.

Gemäß Anspruch 4 kann bei dreiachsigen Drehgestellen vorteilhafterweise ein entsprechender Drehgestell-Mittelquerträger zur Anbringung der gummigelagerten Pendel und der Gummi-Metallelemente dienen, woraus sich ein weiterer Vorteil im Zusammenhang für eine weitere Anwendbarkeit ergibt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die erfindungsgemäße Aufhängung im Drehgestellrahmen die gewünschte Querbeweglichkeit des Fahrmotors bzw. des Fahrmotor-Getriebblocks gegenüber dem Drehgestellrahmen erhalten werden konnte. Die querweiche Aufhängung entkoppelt den Fahrmotor-Getriebeblock von den Drehgestellbewegungen selbst. Die Realisierung einer Tiefanlenkung im Drehgestell ist ohne Baulängenveränderung des Drehgestells möglich. Das erforderliche Ausgleichsspiel zwischen dem Radsatz und der Hohlwelle bleibt erhalten, so daß höhere Geschwindigkeiten, selbst bei Kurvenfahrt realisierbar sind. Eine Verschleißsenkung innerhalb der Drehgestellbaugruppe ist möglich. Das Fahrverhalten gegenüber einem Gestell- Fahrmotor herkömmlicher Aufhängungsort konnte verbessert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf das Drehgestell mit einem nach der Erfindung aufgehängtem Fahrmotor-Getriebeblock eines zweiachsigen Drehgestells für elektrische Lokomotiven;

Fig. 2 eine entsprechende Seitenansicht im Schnitt nach Fig. 1.

Fig. 1 und 2 zeigen die prinzipielle Lage des nach der Erfindung aufgehängten Fahrmotor-Getriebeblocks im System eines Drehgestells für eine elektrische Lokomotive.

Auf einem Gleis 1 angeordnet stehen die Räder 2 und 2′ eines Radsatzes. Beide Räder 2 und 2′ sind in herkömmlicher Weise starr miteinander über die Achswelle 3 verbunden. Am Fahrmotor 4 ist ein Getriebekasten 5 fest angeflanscht, welcher ein nichtsichtbares Ritzel und ein Großrad als tragende Konstruktion aufnimmt. Das Antriebsmoment wird vom Großrad über eine Kupplung auf die Radsatz- Hohlwelle 6 und über eine weitere am anderen Ende der Radsatz-Hohlwelle 6 liegende Kupplung auf ein Rad 2 des Radsatzes und über die Achswelle 3 auf das andere Rad 2′ übertragen. Diese Art der Momentenübertragung hat sich auch für Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeuge bewährt. Der Fahrmotor 4 ist einerseits im System Drehgestellrahmen 7, 7a, 7b vertikal in Drehgestellmitte über zwei stehende Pendel 8 und 8′ auf dem Drehgestell-Mittelquerträger abgestützt. Der notwendige dritte Aufhängungspunkt befindet sich am Drehgestell-Kopfträger 7b in Form eines elastischen Elementes 9. Dieses elastische Element 9 dient sowohl der vertikalen Lastaufnahme des Fahrmotor-Getriebeblocks 4, 5 als auch zur Aufnahme der Längskräfte, die infolge der Beschleunigung des Fahrzeuges am Fahrmotor-Getriebeblock entstehen. Die Verbindung zwischen dem am Drehgestell- Kopfträger 7b angeordnetem elastischen Element 9 und dem Gehäuse des Getriebekastens 5 stellt ein Ausleger 10 dar. Wird der Getriebekasten 5 von vornherein für die Aufnahme des elastischen Elements 9 vorbereitet, kann der Ausleger entfallen. Die Befestigung der stehenden Pendel 8 und 8′ bzw. des elastischen Elements 9 am System Drehgestell 7, 7a, 7b bzw. am Gehäuse des Fahrmotors 4 erfolgt über die Konsolen 11 und 11′ mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Bolzen. Die stehenden Pendel 8 und 8′ sind üblicherweise mit verschleißfreien elastischen Elementen versehen.

Zur Bedämpfung der Querbewegung des Fahrmotor-Getriebeblocks 4, 5 gegenüber dem Fahrzeugrahmen 12 und dem System Drehgestellrahmen 7, 7a, 7b hat sich ein Querdämpfer 13′ angelenkt einerseits am Gehäuse des Fahrmotors 4 und andererseits am Fahrzeugrahmen 12 als günstig erwiesen. Zur Begrenzung der Querbewegungen des Fahrmotor-Getriebeblocks 4, 5 kann ein Federelement 14 zwischen dem Gehäuse des Fahrmotors 4 bzw. dem Gehäuse des Getriebekastens 5 am Längsträger des Drehgestellrahmens 7 mit definierter geringer Elastizität angeordnet werden. Dadurch werden eventuelle Anschläge, besonders der Radsatz-Hohlwelle 6 an den Naben der Räder 2 und 2′ verhindert.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

 1 Gleis
2, 2′ Räder eines Radsatzes
 3 Achswelle
 4 Fahrmotor) Fahrmotor-Getriebeblock
 5 Getriebekasten)
 6 Radsatz-Hohlwelle
 7 Drehgestellrahmen)
 7a Drehgestell-Mittelquerträger) System Drehgestellrahmen
 7b Drehgestell-Kopfträger)
8, 8′ stehende Pendel
 9 elastisches Element
10 Ausleger
11, 11′ Konsole
12 Fahrzeugrahmen
13 Querdämpfer
14 Federelement
M Drehgestell-Mittellängsachse

Claims (4)

1. Aufhängung zur Führung der in einem Drehgestell von Schienentrieb­ fahrzeugen angeordneten Antriebsaggregate, insbesondere für die Fahrmotor- Getriebeblöcke von schnellauffähigen Drehgestellen für elektrische Lokomotiven, mit von den Radachsen federnd getragenem geschlossenen Drehgestellrahmen (7), mit mindestens zwei den Fahrzeugkasten (12) des Schienenfahrzeuges tragenden, jeweils durch mindestens zwei durch einen Fahrmotor-Getriebeblock (4, 5 ) über eine Radsatz-Hohlwelle angetriebenem Drehgestell unter Verwendung einer in drei Punkten des Systems Drehgestellrahmen (7, 7a, 7b) gebildeten elastischen Aufhängung des Fahrmotor-Getriebeblocks (4, 5), dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrmotor-Getriebeblock (4, 5) auf der der Achsseite abgewandten Seite mittels zweier symmetrisch bzw. unsymmetrisch zur Drehgestell- Mittellängsachse (M) angeordneter gummigelagerter stehender Pendel (8 und 8′) am Drehgestell-Mittelquerträger (7a) aufgehängt ist, und daß die zu bildende dritte Abstützung für den Fahrmotor-Getriebeblock (4, 5) durch die Anordnung eines elastischen Elements (9) zwischen dem Drehgestell- Kopfträger (7b) und dem Fahrmotor-Getriebeblock (4, 5) erfolgt, wobei der Ausleger (10) bei tragendem Getriebekasten des Fahrmotor-Getriebeblocks (4, 5) an diesem selber befestigt ist, und daß dieser Bereich am Fahrmotor (4) gleichzeitig als Anlenkpunkt für ein Federelement (14), das zwischen dem Fahrmotor-Getriebeblock (4, 5) und dem System Drehgestellrahmen (7, 7a, 7b) bzw. dem Fahrzeugrahmen (12) angeordnet ist, dient, und daß ein Punkt des gemeinsamen Anlenkbereiches gleichzeitig zur Aufnahme eines zwischen dem Fahrmotor-Getriebeblock (4, 5) und dem Fahrzeugrahmen (12) angeordneten Querdämpfers (13) dient, wobei im System von mindestens zwei Antriebseinheiten eines Drehgestells die Federelemente (14) und die Querdämpfer (13) jeweils diagonal zueinander versetzt angeordnet sind.

2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (10) in das Gehäuse eines tragenden Getriebekastens (5) integriert ist.

3. Aufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (10) bei nichttragender Konstruktion des Getriebekastens (5) am Gehäuse des Fahrmotors (4) befestigt ist.

4. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei dreiachsigen Drehgestellen ein entsprechender zusätzlicher Drehgestell-Mittelquerträger zur Anbringung der gummigelagerten Pendel (8 und 8′) und der Gummi-Metallelemente (9) dient.