DE4412951C1

DE4412951C1 - Bogie for rail vehicle

Info

Publication number: DE4412951C1
Application number: DE19944412951
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl Ing Scheucken; Hansjochen Girod; Gerhard Korn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1994-04-14
Filing date: 1994-04-14
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2014-04-15

Abstract

The individual wheels (6-9) are horizontally turnable, and are adjusted tangentially to the rails by a control unit. The adjusting criteria are derived from the guide geometry between the position of the bogie struts (1,2) and the position of the coupling member ie. a trapezoidal track rod (5). Each individual wheel is coupled to the track rod via a steering lever (10-13) and steering rods (14-17) connected to the lever. Steering levers and rods are connected to each other via tooth segment deflection drives.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.The invention relates to a chassis for a rail vehicle the preamble of claim 1 and claim 2.

Ein derartiges Fahrwerk mit einzeln gelagerten Rädern ist in der DE 42 14 066 A1 beschrieben. Im bekannten Fall wird durch die Sehnenführung der Fahrwerksholme und ihre paarweise Lenkung mittels eines Kupplungsgliedes ein eindeutig definierter Geradeauslauf sowie ein tangential angepaßter Kurvendurchlauf gewähr leistet.Such a chassis with individually mounted wheels is in DE 42 14 066 A1 described. In the known case, the tendon guide the chassis spars and their steering in pairs by means of a Coupling link a clearly defined straight line as well as a tangentially adapted curve run accomplishes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrwerk der oben genannten Art zu schaffen, das gegenüber dem bisher bekannten Fahrwerk ein nochmals verbessertes Kurvenlaufverhalten, insbes. im Hinblick auf Verschleiß und Geräuschentwicklung, aufweist.The object of the present invention is to provide a chassis of the type mentioned above create that compared to the previously known chassis again improved cornering behavior, especially in With regard to wear and noise.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 bzw. im Anspruch 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.The object is achieved by the features in Claim 1 or in claim 2 solved. Advantageous embodiments of the invention are shown in described the further claims.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Fahrwerk sind die Einzelräder horizontal drehbeweglich angeordnet und mittels einer Steuer vorrichtung tangential zum Schienenverlauf einstellbar.In the chassis designed according to the invention, the individual wheels horizontally rotatably arranged and by means of a tax device adjustable tangential to the track.

Die für die horizontale Einlenkung der Einzelräder notwen digen Stellkriterien sind gemäß einer ersten Lösung (Anspruch 1) aus der Führungsgeometrie zwischen der Stellung der Fahrwerksholme und der Lage des Kupplungsgliedes ableitbar. The necessary for the horizontal steering of the individual wheels according to a first solution (claim 1) from the guide geometry between the position of the Undercarriage spars and the position of the coupling member can be derived.

Gemäß einer zweiten Lösung (Anspruch 2) sind die für die horizontale Radeinstellung benötigten Stellkriterien aus der Änderung des Winkels zwischen Fahrzeuglängsachse und Fahr werksholm ableitbar.According to a second solution (claim 2) are for horizontal wheel setting required adjustment criteria from the Change the angle between the vehicle's longitudinal axis and the drive factory derive.

Bei der Lösung nach Anspruch 1 werden die Stellkriterien für die horizontale Einlenkung der Einzelräder durch die bei Bogenfahrt sich ändernde Winkelstellung zwischen dem jeweiligen Fahrwerksholm und dem Kupplungsglied festgelegt. Diese Änderung der Winkelstellung zwischen Fahrwerksholm und Kupplungsglied führt nicht zu einer Überbrückung der im Bereich des Drehzapfens angeordneten sekundären Lastfeder. Damit können von der Sekundärfederung keine Störeinflüsse ausgehen.In the solution according to claim 1, the control criteria for the horizontal steering of the individual wheels by the Archery changing angular position between the respective chassis spar and the coupling member. This change in the angular position between the chassis beam and Coupling member does not lead to bridging the in Area of the pivot arranged secondary load spring. This means that no interference can occur from the secondary suspension going out.

Bei der Lösung nach Anspruch 2 werden die Winkeländerungen, die sich zwischen der Fahrzeuglängsachse und den tangentialen Einstellungen der Fahrwerksholme ergeben, dazu benutzt, die Einzelräder unabhängig voneinander tangential einzusteuern. Da hierbei die Federwege der sekundären Lastfederung in die Gestängelenkung der Einzelräder eingehen, ist die Wagen kastenfederung in vorteilhafter Weise als Luftdruckfeder mit konstanter Niveauregulierung auszuführen, so daß nur die Durchfederung als Änderungsgröße wirksam wird. Dieser als wechselnder Schwellwert auftretende Steuereinfluß läßt sowohl in Geradeaus- wie im Kurvenlauf kleine, überlagerte Richtungsänderungen der Radlaufebenen entstehen, die bei jedem Einzelrad einen Ablaufspiegel in der Radreifenlaufbreite erzeugen. Dies führt zu einem gleichmäßig verteilten Laufflächenverschleiß.In the solution according to claim 2, the angle changes, which is between the vehicle's longitudinal axis and the tangential Adjustments of the chassis spars result, used for that Control individual wheels independently of each other tangentially. Because here the spring travel of the secondary load suspension in the The linkage of the single wheels is the wagon box suspension in an advantageous manner as an air pressure spring constant level control, so that only the Deflection is effective as a change variable. This as changing threshold occurring tax influence leaves both small, superimposed in straight-ahead as in curve Changes in direction of the wheel arch levels arise at a drain mirror in each individual wheel Generate tire tread width. This leads to an even distributed tread wear.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Fahrwerke sind sowohl für Schienenfahrzeuge in konventioneller Bauweise als auch für Niederflur-Schienenfahrzeuge geeignet.The trolleys designed according to the invention are both for rail vehicles in conventional design as well as for Suitable for low-floor rail vehicles.

Aus der nachfolgenden Beschreibung von vier Ausführungsbeispielen der Erfindung an Hand der Zeichnung ergeben sich weitere Vorteile und Einzelheiten. Es zeigt From the following description of four exemplary embodiments the invention with reference to the drawing result further advantages and details. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausfüh rungsform des Fahrwerks bei Gerade ausfahrt, Fig. 1 is a schematic representation of a first exporting approximate shape of the landing gear when traveling straight ahead,

Fig. 2 das Fahrwerk nach Fig. 1 bei Bogenfahrt, Fig. 2 shows the chassis of Fig. 1 during travel,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des linken Fahrwerk holms einer zweiten Ausführungsform des Fahrwerks bei Geradeausfahrt und bei Bogen fahrt, Figure 3 is a schematic representation of ride. Of the left landing gear strut of a second embodiment of the landing gear when driving straight ahead and bow,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer dritten Ausfüh rungsform des Fahrwerks bei Geradeausfahrt, Fig. 4 is a schematic representation of a third exporting approximate shape of the landing gear when traveling straight ahead,

Fig. 5 das Fahrwerk nach Fig. 4 bei Bogenfahrt, Fig. 5 shows the chassis of Fig. 4 during travel,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer vierten Ausfüh rungsform des Fahrwerks bei Geradeausfahrt und bei Bogenfahrt. Fig. 6 is a schematic representation of a fourth embodiment of the undercarriage when driving straight ahead and when cornering.

In den Fig. 1 bis 6 ist mit 1 und 2 jeweils ein Fahrwerksholm bezeichnet. Die beiden Fahrwerksholme 1 und 2 sind um jeweils einen Drehzapfen 3 bzw. 4 horizontal schwenkbar und durch ein Kupplungsglied miteinander verbunden. An jedem Ende der beiden Fahrwerksholme 1 und 2 ist jeweils ein Einzelrad 6 bzw. 7 sowie 8 bzw. 9 horizontal drehbeweglich angeordnet.In Figs. 1 to 6 with 1 and 2 are each a chassis spar, respectively. The two chassis spars 1 and 2 can be pivoted horizontally about a pivot pin 3 or 4 and are connected to one another by a coupling member. At each end of the two uprights 1 and 2 , a single wheel 6 or 7 and 8 or 9 is arranged horizontally rotatably.

Das Kupplungsglied ist in den dargestellten Ausführungs beispielen als Trapez-Spurstange 5 ausgebildet. Durch die Trapez-Spurstange sind die beiden Fahrwerksholme 1 und 2 im Sinne eines schlingerfreien Geradeauslaufs sowie eines weitestgehend quergleitfreien Kurvendurchlaufs horizontal lenkbar.The coupling member is formed in the illustrated embodiments as a trapezoidal tie rod 5 . Thanks to the trapezoidal tie rod, the two uprights 1 and 2 can be steered horizontally in the sense of a roll-free straight-ahead run and a largely slip-free curve run.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 3 ist jedes Einzelrad 6 bis 9 über jeweils einen Lenkhebel 10 bis 13 sowie ein Lenkgestänge 14 bis 17 mit der Trapez-Spurstange 5 gekoppelt. Die Lenkgestänge 14 und 15 der Einzelräder 6 und 7 sind hierzu an einen gemeinsamen Anlenkpunkt 18 und die Lenkgestänge 16 und 17 der Einzelräder 8 bzw. 9 an einem gemeinsamen Anlenkpunkt 19 geführt.In the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3, each individual wheel 6 to 9 is coupled to the trapezoidal tie rod 5 via a respective steering lever 10 to 13 and a steering linkage 14 to 17 . For this purpose, the steering linkages 14 and 15 of the individual wheels 6 and 7 are guided to a common pivot point 18 and the steering linkages 16 and 17 of the individual wheels 8 and 9 are guided to a common pivot point 19 .

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 4 bis 6 sind die Einzelräder 6 und 7 bzw. 8 und 9 über ihre jeweiligen Lenk hebel 10 und 11 bzw. 12 und 13 sowie über ihre jeweiligen Lenkgestänge 14 und 15 bzw. 16 und 17 direkt miteinander gekoppelt. Die Lenkgestänge 14 und 15 der Einzelräder 6 bzw. 7 sind hierzu an einem gemeinsamen Anlenkpunkt 20 und die Lenk gestänge 16 und 17 der Einzelräder 8 und 9 an einen gemein samen Anlenkpunkt 21 geführt.In the embodiments according to FIGS. 4 to 6 are levers, the individual wheels 6 and 7 or 8 and 9 about their respective steering 10 and 11 or 12 and 13 and through their respective steering rods 14 and 15 or 16 and 17 directly coupled to each other . The steering linkage 14 and 15 of the individual wheels 6 and 7 are guided at a common pivot point 20 and the steering linkage 16 and 17 of the individual wheels 8 and 9 to a common pivot point 21 .

Die Anlenkpunkte 20 und 21 sind am Wagenkasten 22 des Schienenfahrzeugs angeordnet; demgegenüber sind die Anlenk punkte 18 und 19 (Fig. 1 bis 3) an der Trapez-Spurstange 5 angeordnet. Damit sind also bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen die auf derselben Schiene 23 bzw. 24 liegenden Einzelräder 6 und 7 bzw. 8 und 9 direkt miteinander verbunden. Die Kopplung der jeweils gegenüberliegenden Einzelräder erfolgt unmittelbar über die Trapez-Spurstange 5 (Fig. 1 bis 3) oder über die Anlenkpunkte 20 und 21 am Wagenkasten 22 (Fig. 4 bis 6). Durch entsprechende Anordnung der Anlenkpunkte innerhalb der Trapez-Lenkgeometrie und durch Veränderung der Lenkhebel 10 bis 13 in ihrer Länge sind die tangentialen Einstellwinkel optimal einzurichten und können jeweils an die vorgegebene Wagenkonfiguration angepaßt werden.The articulation points 20 and 21 are arranged on the car body 22 of the rail vehicle; in contrast, the pivot points 18 and 19 ( Fig. 1 to 3) are arranged on the trapezoidal tie rod 5 . Thus, in all the exemplary embodiments shown, the individual wheels 6 and 7 or 8 and 9 lying on the same rail 23 or 24 are directly connected to one another. The coupling of the opposite individual wheels takes place directly via the trapezoid tie rod 5 ( FIGS. 1 to 3) or via the articulation points 20 and 21 on the body 22 ( FIGS. 4 to 6). By arranging the articulation points appropriately within the trapezoidal steering geometry and changing the length of the steering levers 10 to 13 , the tangential setting angles can be optimally set up and can be adapted to the given car configuration.

Bei dem Fahrwerk nach den Fig. 1 bis 3 leitet sich die tangentiale Radeinlenkung von den Winkeländerungen ab, die sich zwischen den Fahrwerksholmen 1 und 2 und der Trapez spurstange 5 beim Einlauf der Einzelräder 6 und 7 in den Radius der Außenschiene (in Fig. 2 ist dies die Schiene 23) eines Gleisbogens einstellen. In the running gear according to FIGS . 1 to 3, the tangential wheel steering is derived from the angle changes that occur between the running gear spars 1 and 2 and the trapezoidal tie rod 5 when the individual wheels 6 and 7 enter the radius of the outer rail (in FIG. 2 this is the rail 23 ) set a track curve.

Bei der Ableitung der Radeinstellwinkel von den Lageände rungen der Trapez-Spurstange 5 werden keine Sekundär-Federwege überbrückt, so daß hiervon keine Störeinflüsse ausgehen können. Die Steuerung ist ferner von der Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs sowie von der Bogenlage der Schienen 23 und 24 unabhängig. Durch Anschlagbegrenzungen 28 bis 31 der horizontal drehbeweglichen Einzelräder 6 bis 9 am Fahrwerks holm 1 bzw. 2 wird auch bei Ausfall der Lenkgestänge 14 bis 17 ein betrieblicher Notlauf erreicht.In the derivation of the wheel angle from the situation of the trapezoid tie rod 5 , no secondary spring travel is bridged, so that there can be no interference. The control is also independent of the direction of travel of the rail vehicle and of the curved position of the rails 23 and 24 . Due to limit stops 28 to 31 of the horizontally rotatable individual wheels 6 to 9 on the chassis spar 1 or 2 , an operational emergency operation is achieved even if the steering linkage 14 to 17 fails.

Bei Einlauf in einen Gleisbogen der Schienen 23 und 24 werden die Winkeländerungen, die sich zwischen der Fahrzeug längsachse 25 und den tangentialen Einstellungen der Fahrwerksholme 1 und 2 ergeben, dazu benutzt, die auf der Schiene 23 laufenden Einzelräder 6 und 7 unabhängig von den auf der anderen Schiene 24 laufenden Einzelräder 8 und 9 tangential einzusteuern.When entering a track curve of the rails 23 and 24 , the angle changes that result between the longitudinal axis 25 of the vehicle and the tangential settings of the uprights 1 and 2 are used to separate the individual wheels 6 and 7 running on the rail 23 independently of those on the other rail 24 to control individual wheels 8 and 9 tangentially.

Um eine Lagekreuzung der Lenkgestänge 14 und 16 mit den Fahrwerksholmen 1 und 2 zu vermeiden, sind bei der Ausge staltung nach den Fig. 3 und 6 auf der die Fahrwerksholme 1 und 2 kreuzenden Seite spielfreie Zahnsegment-Umlenkgetriebe 26 und 27 vorgesehen. In Fig. 3 ist nur der linke Fahrwerksholm 1 mit seinen Einzelrädern 6 und 7 dargestellt.A position crossing the steering linkage to avoid 14 and 16 with the chassis rails 1 and 2, are staltung in the extended 26 and 27 are provided in FIGS. 3 and 6 on the chassis beams 1 and 2 intersecting side play-free ratchet reversing gear. In Fig. 3 only the left chassis beam 1 with its individual wheels 6 and 7 is shown.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 4 bis 6 gehen die sekundären Wagenkastenfederwege in die Gestängelenkung der Einzelräder 6 bis 9 ein. Die Wagenkastenfederung ist deshalb vorteilhafterweise als Luftdruckfeder mit konstanter Niveau regulierung auszuführen, so daß nur die Durchfederung als Änderungsgröße wirksam wird. Dieser als wechselnder Schwell wert auftretende Steuereinfluß läßt sowohl im Geradeaus- wie im Kurvenlauf kleine, überlagerte Richtungsänderungen der Radlaufebene entstehen, die einen Ablaufspiegel in der Radreifenlaufbreite erzeugen, der zu einem gleichmäßig verteilten Laufflächenverschleiß führt. In the exemplary embodiments according to FIGS. 4 to 6, the secondary body spring travel goes into the linkage of the individual wheels 6 to 9 . The car body suspension is therefore advantageously carried out as an air pressure spring with constant level regulation, so that only the deflection is effective as a change variable. This control influence, which occurs as a changing threshold value, can result in small, superimposed changes in direction of the wheel arch level, both in straight ahead and in cornering, which produce a running mirror in the wheel tire running width, which leads to an evenly distributed tread wear.

Die in den Fig. 4 und 6 beschriebenen Fahrwerke führen zu einem an die Schienenbögen eines Gleises angepaßten, stoßfreien Kurveneinlauf. Hierdurch werden der Schienenkopf- und Spurkranzverschleiß wesentlich herabgesetzt und die Laufgeräusche, insbesondere in engen Gleiskurven, ent scheidend minimiert.The trolleys described in FIGS. 4 and 6 lead to a bumpless curve entry adapted to the rail arches of a track. This significantly reduces rail head and flange wear and minimizes running noise, particularly in tight track curves.

Claims

1. Running gear for a rail vehicle, which has two mutually independent, around a pivot ( 3 or 4 ) horizontally pivotable chassis spars ( 1 and 2 ), at each end of which a single wheel ( 6 to 9 ) is mounted, the chassis spars ( 1 or 2 ) connected in pairs with one another by means of a coupling member and can be steered horizontally in the sense of a lurch-free straight running and a largely slip-free curve run, characterized in that the individual wheels ( 6 to 9 ) are arranged horizontally rotatably and can be adjusted tangentially to the course of the rail by means of a control device , wherein the adjustment criteria can be derived from the guide geometry between the position of the chassis beams ( 1 and 2 ) and the position of the coupling member (trapezoidal tie rod 5 ).

2. Running gear for a rail vehicle, which has two mutually independent chassis spars ( 1 and 2 ) which can be pivoted horizontally about a pivot ( 3 or 4 ), on each end of which an individual wheel ( 6 to 9 ) is mounted, the chassis spars ( 1 or 2 ) connected in pairs with one another by means of a coupling member and can be steered horizontally in the sense of a lurch-free straight running and a largely slip-free curve run, characterized in that the individual wheels ( 6 to 9 ) are arranged horizontally rotatably and can be adjusted tangentially to the course of the rail by means of a control device , the adjustment criteria being derived from the change in the angle between the vehicle longitudinal axis ( 25 ) and the chassis beam ( 1 or 2 ).

3. Suspension according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling member is designed as a trapezoidal tie rod ( 5 ).

4. Chassis according to claim 3, characterized in that each individual wheel ( 6 to 9 ) via a steering lever ( 10 to 13 ) and a steering linkage connected to this ( 14 to 17 ) is coupled to the trapezoidal tie rod ( 5 ).

5. Suspension according to claim 4, characterized in that the steering levers ( 10 and 12 ) and the undercarriage spars ( 1 and 2 ) intersect the steering linkages ( 14 and 16 ) via toothed segment deflecting gears ( 26 and 27 ) are interconnected.

6. Chassis according to claim 3, characterized in that the steering levers ( 10 to 13 ) by the chassis spars ( 1 or 2 ) arranged limit stops ( 28 to 31 ) are mechanically limited in their horizontal deflection.