DE4415293A1 - Laufwerk mit Winkelhebeln für ein Schienenfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufwerk mit Winkel­ hebeln für ein Schienenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1 und 2.

Ein solches Laufwerk für ein Schienenfahrzeug ist aus der DE 41 40 126 A1 bekannt. Im bekannten Fall handelt es sich um ein Laufwerk für Schienenfahrzeuge mit drei angetriebe­ nen Radsätzen, die in einem Drehgestell- oder Fahrzeugrah­ men elastisch gelagert sind und bei dem durch ein Lenkge­ stänge die sich bei Bogenfahrt einstellenden Drehbewegungen des ersten Radsatzes und des dritten Radsatzes um vertikale Achsen mit der durch Längslenker geführten Querbewegung des zweiten Radsatzes gekoppelt sind. An den Radsatzlagergehäu­ sen des ersten Radsatzes und des dritten Radsatzes sind in Richtung auf den zweiten Radsatz weisende, parallel zur Fahrzeuglängsmitte verlaufende Lenkerstangen gelenkig befe­ stigt, deren jeweils vom Radsatzlager abgewandtes Ende an den zur Fahrzeuglängsmitte weisenden Armen von außen am Drehgestell- oder Fahrzeugrahmen gelagerten Winkelhebeln gelenkig befestigt sind, deren in Richtung auf den zweiten Radsatz weisende Arme jeweils durch eine in Querrichtung verlaufende Koppelstange gelenkig miteinander verbunden sind. Die jeweils in Richtung auf den zweiten Radsatz ver­ längerten Arme der zueinander diagonal versetzt angeordne­ ten Winkelhebel sind über außen am Drehgestell- oder Fahr­ zeugrahmen gelagerte und in Fahrzeuglängsrichtung verlau­ fende Doppelhebel mit den Stirnseiten der Radsatzlagerge­ häuse des zweiten Radsatzes gelenkig miteinander verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufwerk mit Winkelhebeln für ein Schienenfahrzeug der eingangs genann­ ten Art anzugeben, bei dem die Anzahl der erforderlichen Gelenke reduziert ist.

Diese Aufgabe wird alternativ in Verbindung mit den Merkma­ len des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Anspruchs 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß ein selbstlenkendes, dreiachsiges Lauf­ gestell für ein Schienenfahrzeug geschaffen wird, bei dem alle drei Radsätze zur Steuerung bei Kurvenfahrt herangezo­ gen werden und das nur relativ wenig Teile und insbesondere wenig Gelenke erfordert. Bei der Ausführung gemäß Anspruch 1 ist darüberhinaus vorteilhaft keine Querverbindung im Laufgestell selbst erforderlich.

Durch die aktive Mitwirkung des Mittelradsatzes am Steue­ rungssystem werden die der Steuerbewegung entgegenstehenden horizontalen Federauslenkkräfte der Radsatzfedern leichter überwunden und insbesondere bei kleinen Bogenradien, bei denen für die radiale Stellung größere horizontale Auslen­ kungen der Radsatzfedern erforderlich werden, wird die Aus­ richtung der Radsatzwelle zur Bogenmitte verbessert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Laufwerk mit direkter Winkelhebel-Radsatz­ lagergehäuse-Kopplung,

Fig. 2 ein Laufwerk mit Kopplung der Radsatzlagerge­ häuse über Deichseln.

In Fig. 1 ist Laufwerk mit direkter Winkelhebel-Radsatzla­ gergehäuse-Kopplung dargestellt. Es ist ein dreiachsiges Laufgestell 1 für ein Schienenfahrzeug zu erkennen, das eine aus zwei parallelen Längsträgern 2, 3 und vier Quer­ trägern 4, 5, 6, 7 bestehenden Laufgestellrahmen aufweist. An den Längsträgern 2, 3 sind Radsatzlagergehäuse 8 bis 13 der drei Radsätze 14, 15, 16 über nicht dargestellte Feder­ elemente befestigt, und zwar Radsatzlagergehäuse 8, 9 für den ersten, dem ersten Antriebsmotor 17 zugeordneten Rad­ satz 14 (= Außenradsatz), Radsatzlagergehäuse 10, 11 für den zweiten, dem zweiten Antriebsmotor 18 zugeordneten Rad­ satz 16 (= Mittenradsatz) und Radsatzlagergehäuse 12, 13 für den dritten, dem dritten Antriebsmotor 19 zugeordneten Radsatz 16 (= Außenradsatz).

Die Radsatzlagergehäuse 8, 9, 12, 13 der beiden Außenrad­ sätze 14, 16 sind unter anderem in Richtung parallel zu den Längsträgern 2, 3 des Laufgestellrahmens, d. h. in Fahrt­ richtung bzw. entgegen der Fahrtrichtung des Schienenfahr­ zeuges beweglich, was durch Richtungspfeile x1, x2 jeweils angedeutet ist. Die Radsatzlagergehäuse 10, 11 des Mitten­ radsatzes 15 sind unter anderem in Richtung parallel zu den Querträgern 4 bis 7 des Laufgestellrahmens, d. h. senkrecht zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges beweglich, was durch Richtungspfeile y1, y2 jeweils angedeutet ist.

Die durch Satzlagermotoren oder Gestellmotoren (darge­ stellt: Gestellmotoren) 17 bis 19 angetriebenen Laufrädern sind mit 20 bezeichnet.

Zur Steuerung des Laufwerks bei Kurvenfahrt sind vier Win­ kelhebel 21 bis 24 mit jeweils rahmenfester Drehachse 25 (Vertikalachse) vorgesehen. Jeweils der erste Arm 26 eines jeden Winkelhebels 21 bis 24 greift in ein Gelenk 27 an den Radsatzlagergehäusen 10, 11 des Mittenradsatzes 15 ein. Hierdurch ist jedes Radsatzlagergehäuse 10, 11 mit zwei zu den Radsatzlagergehäusen der Außenradsätzen 14, 16 weisen­ den Gelenken 27 versehen. Jeweils der zweite Arm eines je­ den Winkelhebels 21 bis 24 ist über ein Gelenk 28 mit einer Lenkerstange 29 bis 32 verbunden, wobei die weiteren Enden dieser Lenkerstangen jeweils mittels Gelenke 33 an der Stirnseite eines jeden Radsatzlagergehäuses 8, 9, 12, 13 der Außenradsätze 14, 16 befestigt sind.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des selbstlenkenden dreiachsigen Laufgestells 1 gemäß Fig. 1 beschrieben. Durch die Konfiguration Radsatzlagergehäuse 8, 9, 12, 13 mit Gelenken 33 - Lenkerstangen 29, 30, 31, 32 - Winkelhe­ bel 21, 22, 23, 24 - Radsatzlagergehäuse 10, 11 mit Gelen­ ken 27 ergibt sich in Verbindung mit den in Fahrtrich­ tung/entgegengesetzt zur Fahrtrichtung x1, x2 des Schienen­ fahrzeuges beweglichen Radsatzlagergehäusen 8, 9, 12, 13 der Außenradsätze 14, 16 und der senkrecht zur Fahrtrich­ tung beweglichen Radsatzlagergehäuse 10, 11 des Mittelrad­ satzes eine gegenläufige Kopplung der Außenradsätze bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges. Bewegt sich beispielsweise das Radsatzlagergehäuse 13 in Richtung x2, so muß sich zwangs­ läufig das Radsatzlagergehäuse 9 aufgrund der Kopplung Rad­ satzlagergehäuse 13/Lenkerstange 32/Winkelhebel 24/Radsatz­ lagergehäuse 11/Winkelhebel 22/Lenkerstange 30/Radsatzla­ gergehäuse 9 in Richtung x1 bewegen, da sich gleichzeitig das Radsatzlagergehäuse 11 in Richtung y1 bewegt. Zusätz­ lich wirkt die Kopplung der anderen Laufgestellseite zwi­ schen Radsatzlagergehäuse 12/Lenkerstange 31/Winkelhebel 23/Radsatzlagergehäuse 10/Winkelhebel 21/Lenkerstange 29/Radsatzlagergehäuse 8, wodurch sich Radsatzlagergehäuse 12 in Richtung x1, Radsatzlagergehäuse 8 in Richtung x2 und Radsatzlagergehäuse 10 in Richtung y1 bewegen.

In Fig. 2 ist ein Laufwerk mit Kopplung der Radsatzlager­ gehäuse über Deichseln dargestellt. Die Anordnung des Lauf­ gestells 1′ mit Längsträgern 2′, 3′, Querträgern 4′, 5′, 6′, 7′, Radsatzlagergehäusen 8′, 9′, 10′, 11′, 12′, 13′ der Radsätze 14′, 15′, 16′ mit Antriebsmotoren 17′, 18′, 19′ und Laufrädern 20′ ist wie unter Fig. 1 beschrieben.

Zur Steuerung des Laufwerks bei der Kurvenfahrt sind vier Winkelhebel 34, 35, 36, 37 mit jeweils rahmenfester Dreh­ achse 38 (Vertikalachse) vorgesehen. Jeweils der erste Arm eines jeden Winkelhebels 34 bis 37 ist über ein Gelenk 39 mit einer Deichsel 40, 41 verbunden. Jeweils der zweite Arm eines jeden Winkelhebels ist über ein Gelenk 44 mit einer Lenkerstange 45, 46, 47, 48 verbunden, wobei die weiteren Enden dieser Lenkerstangen jeweils mittels Gelenke 49 an den Radsatzlagergehäusen 8′, 9′, 12′, 13′ der Außenradsätze 14′, 16′ befestigt sind.

In dieser Art und Weise ist die Deichsel 40 über Winkelhe­ bel 34 und Lenkerstange 45 mit dem Radsatzlagergehäuse 8′ sowie über Winkelhebel 35 und Lenkerstange 46 mit dem Radsatzlagergehäuse 9′ gekuppelt, während die Deichsel 41 über Winkelhebel 36 und Lenkerstange 47 mit dem Radsatzla­ gergehäuse 12′ sowie über Winkelhebel 37 und Lenkerstange 48 mit dem Radsatzlagergehäuse 13′ gekoppelt ist. Die Sei­ tenarme 42 der Deichsel 40, 41 greifen in Gelenke 43 der Radsatzlagergehäuse 10′, 11′ ein.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des selbstlenkenden dreiachsiges Laufgestells 1′ gemäß Fig. 2 beschrieben. Durch die Konfiguration Radsatzlagergehäuse 8′, 9′, 12′, 13′ mit Gelenken 49 - Lenkerstangen 45, 46, 47, 48 - Win­ kelhebel 34, 35, 36, 37 - Deichseln 40, 41 - Radsatzlager­ gehäuse 10′, 11′ mit Gelenken 43 ergibt sich in Verbindung mit den in Fahrtrichtung/entgegengesetzt zur Fahrtrichtung x1, x2 des Schienenfahrzeuges beweglichen Radsatzlagerge­ häusen 8′, 9′, 12′, 13′ der Außenradsätze 14′, 16′ und den senkrecht zur Fahrtrichtung beweglichen Radsatzlagergehäu­ sen 10′, 11′ des Mittelradsatzes eine gegenläufige Kopplung der Außenradsätze bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges. Bewegt sich beispielsweise das Radsatzlagergehäuse 13′ in Richtung x2, so muß sich zwangsläufig das Radsatzlagergehäuse 9′ aufgrund der Kopplung Radsatzlagergehäuse 13′/Lenkerstange 48/Winkelhebel 37/Deichsel 41/Radsatzlagergehäuse 11′/Deichsel 40/Winkelhebel 37/Lenkerstange 46/Radsatzla­ gergehäuse 9′ in Richtung x1 bewegen, da sich gleichzeitig das Radsatzlagergehäuse 11′ in Richtung y1 bewegt. Zusätz­ lich wirkt die Kopplung der anderen Laufgestellseite zwi­ schen Radsatzlagergehäuse 12′ /Lenkerstange 47/Winkelhebel 36/Deichsel 41/Radsatzlagergehäuse 10′ /Deichsel 40/Winkel­ hebel 34/Lenkerstange 45/Radsatzlagergehäuse 8′, wodurch sich Radsatzlagergehäuse 12′ in Richtung x1, Radsatzlager­ gehäuse 8′ in Richtung x2 und Radsatzlagergehäuse 10′ in Richtung y1 bewegen.

Bei beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist vorteilhaft auch der Mittelradsatz an dem Steuerungssystem beteiligt, d. h. bei Kurvenfahrt bewegen sich die mittleren Radsatzlager nach bogenaußen (Querverschiebung). Bei Flieh­ kraftüberschuß im Bogen wirkt die Fliehkraft des mittleren Radsatzes als zusätzliche Steuerkraft zur radialen Einstel­ lung der Außenradsätze. Dies hilft, die der Steuerbewegung entgegenstehenden horizontalen Federauslenkkräfte der Rad­ satzfedern zu überwinden und verbessert insbesondere bei kleinen Bogenradien die Radsatzstellung zur Bogenmitte.

In beiden vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen wird von einem angetriebenen dreiachsigen Laufgestell für eine Lokomotive ausgegangen. Das Laufgestell ist jedoch selbst­ verständlich auch bei nicht angetriebenem Mittelradsatz oder bei nicht angetriebenen Radsätzen einsetzbar.

Claims (2)

1. Laufwerk mit Winkelhebeln für ein Schienenfahrzeug mit drei Radsätzen, die in einem Drehgestell- oder Fahr­ zeugrahmen elastisch gelagert sind, und bei dem durch ein Lenkgestänge die sich bei Bogenfahrt einstellenden Drehbe­ wegungen des ersten Radsatzes und des dritten Radsatzes um vertikale Achsen mit der Querbewegung des zweiten Radsatzes gekoppelt sind, wobei an den Radsatzlagergehäusen des er­ sten Radsatzes und des dritten Radsatzes in Richtung auf den zweiten Radsatz weisende, parallel zur Fahrzeuglängs­ mitte verlaufende Lenkerstangen gelenkig befestigt sind, deren jeweils vom Radsatzlager abgewandtes Ende an Armen von außen am Drehgestell- oder Fahrzeugrahmen gelagerten Winkelhebeln gelenkig befestigt sind, dadurch gekennzeich­ net, daß die weiteren Arme der Winkelhebel (21 bis 24) ge­ lenkig mit den Radsatzlagergehäusen (10, 11) des zweiten Radsatzes (15) verbunden sind.

2. Laufwerk mit Winkelhebeln für ein Schienenfahrzeug mit drei Radsätzen, die in einem Drehgestell- oder Fahr­ zeugrahmen elastisch gelagert sind, und bei dem durch ein Lenkgestänge die sich bei Bogenfahrt einstellenden Drehbe­ wegungen des ersten Radsatzes und des dritten Radsatzes um vertikale Achsen mit der Querbewegung des zweiten Radsatzes gekoppelt sind, wobei an den Radsatzlagergehäusen des er­ sten Radsatzes und des dritten Radsatzes in Richtung auf den zweiten Radsatz weisende, parallel zur Fahrzeuglängs­ mitte verlaufende Lenkerstangen gelenkig befestigt sind, deren jeweils vom Radsatzlager abgewandtes Ende an Armen von außen am Drehgestell- oder Fahrzeugrahmen gelagerten Winkelhebeln gelenkig befestigt sind, dadurch gekennzeich­ net daß die weiteren Arme der Winkelhebel (34 bis 37) ge­ lenkig mit den Basisschenkeln von U-förmigen Deichseln (40, 41) befestigt sind, deren Seitenarme (42) mit den Rad­ satzlagergehäusen (10′, 11′) des zweiten Radsatzes (15′) verbunden sind.