DE4405264A1

DE4405264A1 - Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE4405264A1
Application number: DE4405264A
Authority: DE
Inventors: Josef Nusser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-08-18
Filing date: 1994-02-18
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2013-08-19
Also published as: DE4405264B4

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schienenfahrzeuge nach dem Oberbegriff.

Derartige Schienenfahrzeuge sind bekannt. In der Regel sind die Räder über starre Achsen verbunden und diese an einem Drehgestell gelagert. Dadurch bleibt die Radebene und die Lauffläche der Räder in Bezug zu den Gleisen immer gleich. Dies führt dazu, daß bei Kurvenfahrt auf Strecken, wo die Querneigung der Gleise nicht optimal auf die Fahrgeschwindigkeit ausgerichtet ist, die Räder einer Seite seitlich sehr stark an den Gleisen anlaufen. Dies ergibt ein ungünstiges Abrollverhalten der Räder und eine starke Reibung zwischen Gleisen und Rädern mit einem dadurch bedingten Verschleiß und Geräuschentwicklung. Regellose Gleislagefehler führen zu Querkraftspitzen und beeinträchtigen zusätzlich das Fehlverhalten 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 Belastung 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.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht indem die Räder bzw. Radgruppen um eine in Fahrzeuglängsrichtung liegende Achse schwenkbar an einem Fahrgestell gehalten sind und die in Fahrzeuglängsrichtung liegende Achse einen Momentanpol darstellt, wobei die Räder bzw. Radgruppen mittels Gelenkvierecken um dessen Momentanpol schwenkbar am Fahrgestell gehalten sind. Dabei kann es von Vorteil sein, daß der Momentanpol tiefer liegt wie die Rad-Gleis Berührstelle und in der Radebene liegt.

Die Ausgestaltung der Erfindung sowie vorteilhafte Weiterbildungen sind den Patentansprüchen zu entnehmen. Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und Zeichnung. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 ein Fahrgestell, an dem mittels Gelenkvierecken die Räder schwenkbar gehalten sind,

Fig. 2 bis 5 weitere Gelenkvierecke zur schwenkbaren Halterung der Räder.

Die Fig. 1 zeigt ein Schienenfahrzeug, an dessen Fahrgestell 6 Führungsbahnen 3 vorgesehen sind, in denen die am Radsattel 10 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 1 - Gleis 14 - Berührstelle 7. Beide Radsättel 11 weisen Gelenkpunkte 13 auf, an denen die Synchronlenker 8 angelenkt sind und die eine synchrone Lage der beidseitigen Räder 1 bzw. Radebenen 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, die den ideellen Kraftpunkt darstellen, greift die durch das Fahrzeuggewicht und die gegebenenfalls bei Kurvenfahrt auftretende Fliehkraft an und hält die Räder 1 bzw. die Radebene 9 selbsttätig in einer optimalen Lage, so daß die sich etwa senkrecht zur Radebene 9 befindende Lauffläche 15 der Räder 1 die Berührstelle 7 mit den Gleisen 14 darstellt. Dies ergibt sich, weil die Resultierende R, die sich aus der Fliehkraft Ff und der Gewichtskraft Fg ergibt, durch die Radebene 9 geht und die 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 Berührstellen 7 beizubehalten, sind die Gelenke 3 in der die Berührstellen 7 schneidenden Radebene 9.

Gemäß Fig. 2 bilden Lenker 2 die über Gelenke 5 eine Verbindung zwischen dem Fahrgestell 6 und den Radachsen 12 hergestellen 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 Fig. 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 1 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 vorgesehen, daß jede Radgruppe zwei Räder 1 aufweist und diese im schwenkbar am Drehgestell gehaltenen Radsattel 11 angebracht sind. Oftmals reicht die Fliehkraft bzw. die Gewichtskraft des Schienenfahrzeugs aus, um die Räder bzw. Radebene 9 in eine günstige Position zu bringen bzw. zu halten. Soll diese Wirkung noch verstärkt oder verbessert werden, so kann eine Regeleinrichtung 18 vorgesehen werden, die hydraulisch wirksam ist.

Claims

1. Schienenfahrzeug mit Rädern, die am Umfang eine für die Führung auf den Gleisen geeignete Form aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß Räder (1) bzw. Radgruppen um eine in Fahrzeuglängsrichtung liegende Achse schwenkbar an einem Fahrgestell (6) gehalten sind.

2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Fahrzeuglängsrichtung liegende Achse einen Momentanpol (P) darstellt.

3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Räder (1) bzw. Radgruppen mittels Gelenkviereck (2, 3, 4, 5, 6, 11, 12) um dessen Momentanpol (P) schwenkbar am Fahrgestell (6) gehalten sind.

4. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gelenkviereck (3, 4, 6, 11, 12) eine Führungsbahn (3) und Führungsrollen (4) aufweist und im Schnittpunkt deren Berührungsnormalen (17) die Lage des Momentanpols (P) ist.

5. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gelenkviereck (2, 5, 6, 11, 12) Lenker (2) und Gelenke (5) aufweist und der Schnittpunkt der Berührnormalen bzw. Geraden der Lenker (17) die Lage des Momentanpols (P) bestimmt.

6. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentanpol (P) tiefer liegt wie die Rad-Gleis-Berührstelle (7).

7. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentanpol (P) in der die Berührstelle (7) schneidenden Radebene (9) liegt.

8. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentanpol (P) höher liegt wie die Berührstelle (7).

9. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß einander zugeordnete Räder (1) bzw. Radgruppen in synchroner Position gehalten werden.

10. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die synchrone Position der Räder bzw. Radgruppen (1) mittels Synchronlenker (8) bewirkt wird.

11. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkungen (13) der Synchronlenker (8) an den Radsätteln (11) bzw. Auslegern (16) in der die Berührstelle (7) schneidenden Radebene (9) liegt.

12. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Lenker (2) eines Gelenkvierecks (2, 5, 6, 12) auf Zug beansprucht ist.

13. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Lenker (2) auf Zug beansprucht sind.

14. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Räder (1) in einem Radsattel (11) gehalten sind und eine Radgruppe bilden.

15. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (1) bzw. Radebene (9) mittels einer hydraulisch wirksamen Regeleinrichtung (18) in die gewünschte Position gebracht bzw. gehalten wird.

16. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentanpol (P) durch die Berührstelle (7) geht.

17. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Räder (1) bzw. Radgruppen um eine in Fahrzeuglängsrichtung liegende Achse (P′) schwenkbar an einem Fahrgestell (6) gehalten sind und die Achse (P′) durch ein Gelenk bestimmt wird.

18. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gelenkviereck (2, 3, 4, 5, 6, 11, 12) derart ausgebildet ist, daß Räder (1) selbsttätig in aufrechter Stellung gehalten werden.

19. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Räder (1) mittels Hilfskraft bewirkt wird.

20. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die durch ein Gelenk bestimmte in Fahrzeuglängsrichtung liegende Achse (P′) höher liegt wie die Rad-Gleis Berührstelle (7).