DE4327697B4

DE4327697B4 - Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE4327697B4
Application number: DE19934327697
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-18
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2013-08-19
Also published as: DE4327697A1

Abstract

Schienenfahrzeug mit Rädern (1), die am Umfang eine für die Führung auf den Schienen (14) geeignete Form aufweisen, wobei die Räder (1) eine Aufhängung besitzen, um deren in Fahrzeuglängsrichtung liegenden Momentanpol (P) sie schwenkbar gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Fahrzeuggewicht (Fg) und/oder der auftretenden Fliehkraft (Ff) die Räder (1) in eine geneigte oder aufrechte Lage gebracht und darin gehalten werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schienenfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 290 930 A1 ist ein Verfahren mit geneigten Schienen bekannt, bei dem die jeweilige Schienenneigung erfassenden Stellglieder, die Neigung der Räder entsprechend dem Neigungswinkel der Schienen kontinuierlich eingestellt werden. Dadurch bleibt die Radebene und die Lauffläche der Räder in Bezug zu den Schienen immer gleich. Dies führt dazu, dass bei Kurvenfahrt auf Strecken, wo die Querneigung der Schienen nicht optimal auf die Fahrgeschwindigkeit ausgerichtet ist, der Spurkranz der Räder einer Seite des Schienenfahrzeugs seitlich sehr stark an den Schienen anläuft. Dies ist ein ungünstiges Abrollverhalten der Räder und bedingt eine starke Reibung zwischen Schienen und Rädern mit einem dadurch bedingten Verschleiß und Geräuschentwicklung und der Gefahr des Entgleisens. Regellose Gleislagefehler führen zu Querkraftspitzen und beeinträchtigen zusätzlich das Fahrverhalten und den Fahrkomfort. Die Fahrgeschwindigkeit kann nicht mehr gesteigert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese bekannten Nachteile zu vermeiden und mit geringem Aufwand ein Schienenfahrzeug der vorgenannten Gattung zu schaffen und die Sicherheit, die Fahrgeschwindigkeit und den Fahrkomfort zu erhöhen. Dabei sollen die Räder in Bezug zu den Gleisen auch bei unterschiedlichen und ungünstigen Bedingungen und Kurvenfahrt eine günstige Lage einnehmen und die Räder weitgehend reibungsfrei auf den Gleisen abrollen, so dass starke Geräusche, Erschütterungen und Verschleiß weitgehend vermieden werden. Das seitliche Anlaufen der Räder an den Gleisen soll auch bei Kurvenfahrt nicht mehr auftreten. Des weiteren sollen regellose Gleislagefehler ausgeglichen und Querkraftspitzen abgebaut werden. Die Berührfläche der Räder mit den Gleisen soll ganzflächig gleiche Radien aufweisen. Bohrbewegungen um die Berührnormale der Hertzschen Berührflächen und axiale Belastungen der Räder sollen ausgeschlossen werden. Bei Kurvenfahrt soll die starke Belastung der äußeren Räder abgebaut und die Gesamtbelastung gleichmäßig auf alle Räder übertragen und eine gesteigerte Fahrgeschwindigkeit erreicht werden.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Ausgestaltung der Erfindung sowie vorteilhafte Weiterbildungen sind den Patentansprüchen zu entnehmen. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und Zeichnung. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt:
1 ein Fahrgestell, an dem mittels Gelenkvierecken die Räder schwenkbar gehalten sind,
2 und 3 weitere Gelenkvierecke zur schwenkbaren Halterung der Räder.
Die 1 zeigt ein Schienenfahrzeug, an dessen Fahrgestell 6 Führungsbahnen 3 vorgesehen sind, in denen die am Radsattel 11 angebrachten Führungsrollen 4 geführt werden und dadurch ein Gelenkviereck 3, 4, 6, 11 mit einem Momentanpol P bilden und der im Schnittpunkt der Berührungsnormalen 17 der Führungsbahn 3 und der Führungsrollen 4 liegt. Die Räder 1 sind mittels Radachsen 12 in Radsätteln 11 gelagert und um den Momentanpol P schwenkbar. Dieser liegt in der Radebene 9 in Fahrzeuglängsrichtung und tiefer wie die Rad-Gleis-Berührstelle 7. Beide Radsättel 11 weisen Gelenkpunkte 13 auf, an denen die Synchronlenker 8 angelenkt sind und die eine synchrone Lage der beidseitigen Räder und/oder der Radebene 9 der Radgruppen gewährleisten. Mehrere vorzugsweise zwei auf einem Gleis 14 hintereinander laufende Räder 1 bilden durch Verbindung mittels eines gemeinsamen Radsattels 11 eine Radgruppe und werden synchron in geneigter oder aufrechter Position gehalten. An beiden Momentanpolen P, die den ideellen Kraftpunkt darstellen, greift die durch das Fahrzeuggewicht gegebene Kraft und die gegebenenfalls bei Kurvenfahrt auftretende Fliehkraft an und hält die Räder 1 und die Radebene 9 selbsttätig in einer optimalen Lage, so dass die sich etwa senkrecht zur Radebene 9 befindende Lauffläche 15 der Räder 1 Rad-Gleis-Berührstelle 7 mit den Gleisen 14 darstellt. Dies ergibt sich, weil die Resultierende R die sich aus der Fliehkraft Ff und der Gewichtskraft Gf ergibt, durch die Radebene 9 geht und die Rad-Gleis-Berührstelle 7 schneidet. Durch diese Ausgestaltung werden an den Rädern 1 nur radiale Kräfte wirksam und axiale Belastungen und das seitliche Anlaufen der Räder an den Gleisen vermieden. Gleichzeitig wird bei Kurvenfahrt ein Teil der Seitenführungskräfte von den kurveninneren Rädern 1 übernommen. Um bei synchronen Schwenkbewegungen der Räder 1 um die Momentanpole P einen gleichbleibenden Radstand besonders im Bereich der Rad-Gleis-Berührstelle 7 beizubehalten, sind die Gelenke 13 in der die Gleis-Rad-Berührstelle 7 schneidenden Radebene 9
Gemäß 2 bilden Lenker 2, die über Gelenke 5 eine Verbindung zwischen dem Fahrgestell 6 und den Radachsen 12 herstellen, Gelenkvierecke 2, 5, 6, 12 mit den Momentanpolen P, um die die Räder 1 schwenkbar sind. Die Radachsen 12 weisen Ausleger 16 mit Gelenkpunkten 13 auf, an denen Synchronlenker 8 angelenkt sind und die in jeder Position der Räder einen unveränderlichen Radstand gewährleisten. Die radseitigen Lenker 2 der Gelenkvierecke 2, 5, 6, 12 sind auf Zug beansprucht.
Nach der 3 sind die Räder 1 mittels der Radachsen 12 drehbar in den Radsätteln 11 gehalten. Die Lenker 2 stellen über Gelenke 5 eine Verbindung zwischen dem Fahrgestell 6 und den Radsätteln 11 her. Dadurch werden Gelenkvierecke 2, 5, 6, 11 gebildet mit Momentanpolen P, die in Fahrzeuglängsrichtung liegen und die die Drehpole für die Räder darstellen. Die Synchronlenker 8 bewirken über die Anlenkungen 13 an den Radsätteln 11 einen gleichbleibenden Radstand bzw. Abstand der Berührstellen 7. Sämtliche Lenker 2 sind auf Zug beansprucht.
Bei Drehgestellen ist es vorgesehen, daß jede Radgruppe zwei Räder 1 aufweist und diese im schwenkbar am Drehgestell gehaltenen Radsattel 11 angebracht sind. Oftmals reicht die Fliehkraft und/oder die Gewichtskraft des Schienenfahrzeugs aus, um die Räder und die Radebene 9 in eine günstige Position zu bringen und/oder zu halten. Soll diese Wirkung noch verstärkt oder verbessert werden, so kann eine Regeleinrichtung 18 vorgesehen werden und die hydraulisch wirksam ist.

Claims

Schienenfahrzeug mit Rädern (1), die am Umfang eine für die Führung auf den Schienen (14) geeignete Form aufweisen, wobei die Räder (1) eine Aufhängung besitzen, um deren in Fahrzeuglängsrichtung liegenden Momentanpol (P) sie schwenkbar gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Fahrzeuggewicht (Fg) und/oder der auftretenden Fliehkraft (Ff) die Räder (1) in eine geneigte oder aufrechte Lage gebracht und darin gehalten werden.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (1) und/oder Radgruppen mittels Gelenkviereck (2, 3, 4, 5, 6, 11, 12) um dessen Momentanpol (P) schwenkbar am Fahrgestell (6) gehalten sind.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einander zugeordnete Räder (1) und/oder Radgruppen in synchroner Position gehalten werden.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die synchrone Position der Räder (1) und/oder Radgruppen mittels Synchronlenker (8) bewirkt wird.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkungen (13) der Synchronlenker (8) an Radsätteln (11) und/oder Auslegern (16) in der die Berührstelle (7) schneidenden Radebene (9) liegt.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lenker (2) eines Gelenkvierecks (2, 5, 6, 12) auf Zug beansprucht ist.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Lenker (2) des Gelenkvierecks (2, 5, 6, 12) auf Zug beansprucht sind.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Räder (1) in einem Radsattel (11) gehalten sind und eine Radgruppe bilden.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gelenkviereck (3, 4, 6, 12) eine Führungsbahn (3) und Führungsrollen (4) aufweist und im Schnittpunkt deren Berührungsnormalen (17) die Lage des Momentanpols (P) ist.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gelenkviereck (2, 5, 6, 12) Lenker (2) und Gelenke (5) aufweist und der Schnittpunkt der Geraden durch die Lenker (2) die Lage des Momentanpols (P) bestimmt.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentanpol (P) tiefer liegt wie die Rad-Gleis-Berührstelle (7).
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentanpol (P) in der die Rad-Gleis-Berührstelle (7) schneidenden Radebene (9) liegt.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentanpol (P) höher liegt wie die Rad-Gleis-Berührstelle (7).
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentanpol (P) durch die Rad-Gleis-Berührstelle (7) geht.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkung der Fliehkraft (Ff) bzw. die Gewichtskraft (Fg) des Schienenfahrzeugs mittels einer hydraulisch wirksamen Regeleinrichtung (18) verstärkt und die Räder (1) und die Radebene (9) mittels einer hydraulisch wirksamen Regeleinrichtung (18) in die gewünschte Position gebracht und gehalten werden kann.