DE4241300C2 - Doppelachslaufwerk für Niederflurwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelachslaufwerk für Niederflurwagen mit durchgehender Flurhöhe und kleinen Rädern gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind zweiachsige Laufwerke mit kleinen Rädern bekannt, welche über eine mittige Drehpfanne, die auf einem Querträger befestigt ist, die beiden seitlich längsliegenden Blattfedern belasten. Diese Blattfedern sind mittels Schaken an den Seitenwangen aufgehängt. Die DE-OS 15 30 146 beschreibt ein solches Laufwerk. Nachteilig ist bei dieser Bauweise der Kraftfluß der senkrechten Belastung. Von den neben dem Niederflurboden befindlichen Langträgern muß die Last im Fahrzeug zur Mitte über das Laufwerk geleitet werden und von hier über eine Drehpfanne im Laufwerk wieder auf die seitlich angeordneten Federn. Dieses erfordert sowohl Bauhöhe als auch Masse.

Eine günstigere Lösung beschreibt die DE 38 39 994 A1. Hier befinden sich die seitlichen Blattfedern des Doppelachslaufwerkes auf seitlichen Konsolen, die an den Seitenwangen angeschlossen sind. Dadurch werden ein kurzer Kraftfluß erzielt und Bauhöhe sowohl als auch Masse eingespart. Nachteilig ist bei dieser Lösung, daß infolge des zur Verfügung stehenden Bauraumes die Federschaken nicht mit der nötigen Länge ausgeführt werden können und sich daher bei Bogenfahrten ein großer Ausdrehwiderstand und eine große Rückstellkraft einstellen, die an der Grenze der Entgleisungssicherheit liegen. Dies wird durch den Umstand verstärkt, daß Doppelachslaufwerke im gleichen Gleisbogen einen größeren Ausdrehwinkel ergeben als eine freie Lenkachse.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Doppelachslaufwerk zu schaffen, das im kurzen Kraftfluß der senkrechten Belastung Bauhöhe und Masse einspart und bei Fahrt im engen Gleisbogen den notwendigen Ausdrehwinkel bei einem zulässigen Ausdrehwiderstand und Querspiel opti­ maler als eine Schakenaufhängung gewährleistet. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Auf dem Federbund der Blattfeder stützt sich dabei ein Stützpendel ab, das in Fahrzeuglängsrichtung mit dem erforderlichen Widerstand ohne Rückstellkraft abrollt und hierdurch die notwendige Ausdreh-Hemmung erzeugt. In Querrichtung wird die beim Querspiel erforderliche Rückstellkraft und Querhemmung durch die Gestaltung des balligen Abrollsegmentes des Stützpendels infolge unterschiedlicher Radien erzeugt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand von Zeichnungen erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Doppelachslaufwerkes unter einem teilweise dargestellten Niederflurwagen,

Fig. 2 die Draufsicht auf ein Doppelachslaufwerk,

Fig. 3 den Schnitt nach Linie I-I der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 den Schnitt nach Linie II-II der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 5 eine weitere Ausführung eines Teils des Schnittes nach Linie II-II der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 6 den Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Verbindung von zwei Doppelachslaufwerken,

Fig. 8 die Draufsicht einer Verbindung von zwei Doppelachslaufwerken mit zwei Ausbrüchen "A" zur Darstellung der Anlenkung der Koppelstange,

Fig. 9 den Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 8.

Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele des Doppelachslaufwerkes und seiner zugehörigen Verbindungselemente sind unter einem Niederflurwagen (Wagenaufbau 1), der nur zum Teil dargestellt ist, angeordnet. Der verwindbare Laufwerksrahmen 2 besteht aus zwei L-förmigen Teilen, die wiederum aus der Seitenwange 3 und dem damit fest verbundenen Wangenstiel 4 bestehen; jeweils ein kardanisches Lager 5 verbindet die beiden L-förmigen Teile und ermöglicht die Verwindbarkeit. In den Seitenwangen 3 sind die Achslager 6 mittel elastischer Polster 7 eingespannt, welche die Radsätze 8, die mit kleinen Rädern (z. B. 680 mm ⌀) versehen sind, tragen. An allen vier Enden der Wangenstiele 4 befinden sich Federkonsolen 9, an denen die Blattfedern 10 angelenkt sind. Die Blattfedern 10 tragen auf ihrem Federbund 11 eine Haube 12 mit kugelförmigem Kopf. Nach erfolgter Umrißberichtigung der Laufflächen der Radsätze 8 läßt sich zum Ausgleichen des Höhen­ verlustes zwischen Federbund 11 und Haube 12 eine Beilage 13 einfügen. Die Haube 12 und das Stützpendel 14 besitzen einen gemeinsamen Kugelradius 15, auf dem letzteres schwenk- und kippbar gelagert ist. Das Stützpendel 14 hat oben ein Abrollsegment 16, des­ sen Rollradius 17 mit dem Kugelradius 15 einen gemeinsamen Mittelpunkt besitzt. Hierdurch entsteht ein rückstellfreies Ausdrehen bei Einfahrt in einen Gleisbogen. Die durch Reibung auf der Kugelfläche erzeugte Drehhemmung ist abhängig von der darauf ruhenden Last, wobei durch Variation beider Radien (Kugelradius 15 und Rollradius 17) die Drehhemmung weitgehend veränderlich ist. Zur Erzeugung einer rückstellbehafteten, pendelartigen Querbewegung besitzt das Abrollsegment 16 mit dem Rollradius 17 eine ballige Kontur mit dem Kippradius 18. Dieser Kippradius 18 ist größer als der Rollradius 17. Das Verhältnis beider Radien bestimmt die Rückstellkraft. Die infolge lastabhängiger Reibung der kugelförmigen Auflagefläche entstehende Querhemmung ist im Verhältnis der Radien geringer. Zur Erzielung einer exakten Mittellage lassen sich die Mittelpunkte der Kippradien 18 um einen geringen ebenen Bereich 19 von einander trennen, so daß oben eine ebene Rollspannbreite mit dem Rollradius 17 entsteht, an dem sich der Kippradius 18 anschließt. Durch diese Maßnahme entsteht eine Quercharakteristik, die, bevor eine Bewegung eintritt, einen Kraftanstieg bewirkt, der bei entsprechender Breite des Bereiches 19 über dem Betrag der Querhemmung liegt. Das Abrollsegment 16 stützt über ein ebenes Widerlager 20 mit einem umlaufenden Rand den Niederflurwagen 1 auf beiden Seiten ab. In Längsrichtung wird das Doppelachslaufwerk über einen Drehzapfen 21, der in der Mitte des Laufwerkes unter dem Niederflurwagen 1 befestigt ist, und eine Lenkerstange 22, die an beiden Enden kardanische Lager 23 bzw. 23′ trägt, an den Wagenstiel 4 angelenkt.

In Querrichtung wird der seitliche Ausschlag des Doppelachslaufwerkes durch elastische Queranschläge 24, die an Konsolen 25 des Niederflurwagens 1 befestigt sind und sich im gewünschten Abstand von Anschlagkonsolen 26 des Laufwerkes befinden, begrenzt.

Die Verbindung von zwei Doppelachslaufwerken zu einer vierachsigen Laufwerksgruppe, die nicht Gegenstand dieser Erfindung ist, erfordert neben nachfolgend beschriebenen Verbindungselementen auch einzelne Modifikationen des Einzel-Doppelachslaufwerkes. So erfolgt die Längs- und Queranlenkung der Laufwerksgruppe durch einen Beugniothebel 27. Dieser ist dreh- und querverschiebbar auf einen beidseitig abgeflachten Drehzapfen 28 unter Zwischenschaltung einer Schlitzbuchse 29 gelagert. Die gewünschte Querverschiebung des Beugniothebels 27 wird in der Ebene der Querachse des abgeflachten Drehzapfens 28 durch elastische Queranschläge, die an Konsole 25 des Niederflurwagens 1 befestigt sind, begrenzt. Die beiden Doppelachslaufwerke sind längs und quer mittels Dreiecklenker 30 an deren Spitze über ein kardanisches Lager 23 mit dem Beugniothebel 27 verbunden und an deren Basis über zwei dehnbare Lager 31, die an den äußeren Wagenstielen 4 befestigt sind, angelenkt. Die senkrechte Kraftübertragung erfolgt vom Niederflurwagen 1 auf beiden Seiten über einen in der Mitte gelagerten Ausgleichshebel 32, der an seinen Enden die ebenen Widerlager 20 trägt. Diese stützen sich auf die Stützpendel 14.

Die Abrollsegmente 16 und die ebenen Widerlager 20 müssen entsprechend der größeren Laufwerksausschläge, die aus einem größeren Drehzapfenabstand und einem größeren Endachsabstand der Laufwerksgruppe resultieren, entsprechend großflächiger ausgeführt werden. Zur Erzielung eines ruhigen Fahrzeuglaufes und einer radialen Einstellung der Doppelachslaufwerke einer Laufwerksgruppe ist eine Querkupplung beider Laufwerke vorhanden. Diese besteht aus einer Koppelstange 33, die mittels elastisch-kardanischer Gelenke 34 ungefähr in Höhe der Blattfedern 10 jeweils an einer gegenüberliegenden Federkonsole 9 des Laufwerksrahmens angelenkt ist.

Claims (6)

1. Doppelachslaufwerk für Niederflurwagen mit verwindbarem Laufwerksrahmen, wobei die Radsätze Räder mit kleinem Raddurchmesser aufweisen und kardanisch in Achslagern der Seitenwangen mittels elastischer Polster gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Lauf­ werksrahmen (2) aus zwei L-förmigen Teilen besteht, die aus der einen Seitenwange (3) und einem damit fest verbundenem Wangenstiel (4) gebildet werden und am Ende der anderen Seitenwange (3) mit einem anderen Wangenstiel (4′) durch ein kardanisches Lager (5) miteinander verbunden sind, wobei an den vier Enden beider Wangenstiele (4 bzw. 4′) sich Federkonsolen (9) befinden, an denen zwei Blattfedern (10) angelenkt sind, welche in ihrer Mitte auf einem Federbund (11) je ein Stützpendel (14) tragen, auf die sich über ein ebenes Widerlager (20) der Wagenaufbau abstützt.

2. Doppelachslaufwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Federbund (11) der Blattfeder (10) eine Haube (12) mit kugelförmigem Kopf sitzt, auf der das Stützpendel (14) gelagert ist und daß sich zwischen Federbund (11) und Haube (12) bei Bedarf Beilagen (13) einfügen lassen.

3. Doppelachslaufwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützpendel (14) mit ihren balligen Abrollsegmenten (16) einen Rollradius (17) aufweisen, dessen Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt des Kugelradius (15) der Haube (12) zusammenfällt, und einen Kippradius (18), der die Balligkeit bewirkt, besitzen, welcher größer ist als der Rollradius (17), und daß die Abrollsegmente (16) die Widerlager (20) abstützen.

4. Doppellaufwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ballige Abrollsegment (16) in der Mitte einen ebenen Bereich (19) aufweist, an den sich die die Balligkeit erzeugenden Kippradien (18) an beiden Seiten anschließen, wobei beide Mittelpunkte der Kippradien (18) sich im Abstand der Länge des ebenen Bereichs (19) voneinander befinden.

5. Doppelachslaufwerk nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anlenkung an den Wagenaufbau (1) über der Mitte des Laufwerkrahmens (2) ein Drehzapfen (21) vorge­ sehen ist, welcher ein kardanisches Lager (23) trägt, das mit einer Lenkerstange (22) verbunden ist, die wiederum über ein kardanisches Lager (23′) an einem Wangenstiel (4 bzw. 4′) angelenkt ist.

6. Doppelachslaufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Anschlagkonsolen (26) der Seitenwange (3) und Konsolen (25) unterhalb des Wagenaufbaus (1) Queranschläge (24) angeordnet sind, die elastisch ausgebildet sind.