DE4419362A1 - Niederflur-Gelenktriebwagen, insbesondere für den Personenverkehr auf innerstädtischen Schienennetzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Niederflur-Gelenktriebwagen, insbesondere für den Personenverkehr auf innerstädtischen Schienennetzen, der zumindest ein angetriebenes Fahrwerk mit kurzem Radstand aufweist, das unter einem mit Personensitzen ausgestatteten Wagenkastenteil angeordnet ist.

Durch den in der Fachzeitschrift "stadtverkehr" 9/92 er­ schienenen Aufsatz "ÖPNV-Niederflur-Fahrzeuge im Kommen (4)" ist ein Niederflur-Gelenktriebwagen der gattungsgemäßen Art bekannt. Der insbesondere in Abb. 5 der Seite 9 vorgestellte Wagen für Mannheim/Ludwigshafen/Rhein-Haardtbahn hat fünf Wagenkastenteile, die durch Gelenke miteinander verbunden sind. Unterhalb der mit Personensitzen ausgestatteten Endwagenteile befindet sich jeweils ein Triebfahrwerk mit einem kurzen Radstand von 1800 mm. Im Bereich dieser Trieb­ fahrwerke beträgt die Höhe des Fahrzeugfußbodens der Endwa­ genteile 600 mm. Zwischen diesen Bereichen verläuft der Fußboden der übrigen Wagenkastenteile durchgehend niederflurig in einer Höhe von nur 350 mm. Bedingt durch die Konstruktion der eingesetzten Triebfahrwerke, die zwar flach gebaut, aber mit Radsätzen versehen sind, ist es nicht möglich, den Fußboden der Endwagenteile auf das vorgenannte niederflurige Maß abzusenken.

In der EP-B-0 337 135 ist ein Triebdrehgestell für Schienenfahrzeuge des Nahverkehrs mit einem auf niedrigem Niveau liegenden Fußboden beschrieben. Dieses Triebdrehge­ stell hat vier Losräder, von denen zwei in Querrichtung gegenüberliegende Losräder über Getriebemittel torsionssteif verbunden sind. Dadurch sollen die Führungseigenschaften eines Radsatzes mit durchgehender Radsatzwelle in der Geraden weitgehend erhalten bleiben. Im Gleisbogen wird jedoch eine unabhängige Drehzahl der Räder verhindert, was wegen der mechanischen Verspannung zu höherer Verlustlei­ stung und zu größerem Verschleiß führt. Im übrigen sind stets nur zwei Räder des Drehgestells angetrieben.

Zum Stand der Technik gehört ferner ein angetriebenes Fahrwerk mit lenkbaren Einzellaufwerken für Niederflur- Schienenfahrzeuge (EP-B-0 439 574). Diese Einzellaufwerke haben einen großen Abstand zueinander, so daß eine Zwangs­ steuerung erforderlich ist. Hierbei wird der Knickwinkel von gelenkig verbundenen Wagenkastenteilen über ein Lenkgestänge auf die Einzellaufwerke für deren kurvenradiale Einstellung übertragen. Eine solche Zwangsteuerung bedeutet stets einen höheren baulichen Aufwand. Zum Antrieb der Einzellaufwerke dienen zwei Fahrmotoren, die an jeder Fahrwerkslängsseite mittig zwischen Radgetrieben von Einzelrädern angeordnet und mit diesen Radgetrieben durch Gelenkwellen verbunden sind. Eine solche Motoranordnung innerhalb des Fahrwerks steht einer Fahrwerksausführung mit kurzem Radstand und einer durchgehend niederflurigen Fußbodengestaltung entgegen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in folgendem:

Es soll unter möglichst geringem Aufwand ein Niederflur- Gelenktriebwagen mit besonders niedrigem, vorzugsweise einstufig zugänglichen Fußboden geschaffen werden, der in seiner gesamten Länge und Breite frei von Stufen und Po­ desten durch Fahrgäste begehbar ist. Zusätzlich zu diesen Forderungen ist zu berücksichtigen, daß der Gelenktriebwagen gute Laufeigenschaften vor allem in Kurven und nach Belieben ein oder mehrere angetriebene Fahrwerke jedenfalls mit Allrad-Antrieb aufweisen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das angetriebene Fahrwerk an abgekröpften Radträgern einzeln gelagerte, jeweils mit einem Radgetriebe verbundene Räder aufweist, wobei die Radgetriebe jeder der beiden Fahrwerks­ längsseiten durch eine unterhalb der horizontalen Radmit­ tenebene liegende Gelenkwelle gekoppelt sind, und daß an jedem dieser längsgekoppelten Radpaare ein außerhalb des insgesamt von den vier Rädern und ihren Radgetrieben be­ grenzten Niederflurbereichs plazierter Fahrmotor angreift.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das angetriebene Fahrwerk weitestgehend drehfest mit dem darüber angeordneten Wagenkastenteil verbunden. Bei dieser dreh­ festen, im wesentlichen auf vertikale und horizontale Federwege begrenzten Verbindung schwenken das angetriebene Fahrwerk und das entsprechend kurz ausgebildete Wagenka­ stenteil bei Kurvenfahrt gemeinsam.

Um die Gelenkwelle auf besonders einfache Weise unterhalb der horizontalen Radmittenebene anordnen zu können, besteht eine nächste Ausgestaltung der Erfindung darin, daß die Radgetriebe derart ausgeführt oder zueinander geneigt ange­ ordnet sind, daß ihre Anschlußstellen für die Gelenkwelle tiefer liegen als der motorseitige Getriebeeingang.

Gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist der Fahr­ motor im Hinblick auf den durchgehend niederflurigen und podestlosen Fußboden stets außerhalb des Niederflurbereichs angeordnet, und zwar entweder am Radgetriebe eines der beiden zugehörigen Räder einer Fahrwerkslängsseite ange­ flanscht oder außerhalb des Niederflurbereichs am Rahmen des angetriebenen Fahrwerks primär abgefedert befestigt oder im Wagenkastenteil untergebracht. Für die Unterbringung des Fahrmotors im Wagenkastenteil bieten sich z. B. ein Sitzka­ sten, ein erhöhter Fußbodenabschnitt unterhalb eines Fah­ rerstandes oder der von Fahrgastsitzen und Stehflächen freie Bereich der Wagengelenke an.

Nach einer nächsten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin­ dung weist der Antriebsstrang jeder Fahrwerkslängsseite eine Bremsscheibe auf. Um die Bremsscheibe hinsichtlich ihres Durchmessers und/oder ihrer Drehzahl jeweils gestellten Forderungen leicht anpassen zu können, besteht eine erfindungsgemäße Weiterbildung darin, daß die Bremsscheibe an dem vom Fahrmotor abgewandten Radgetriebe unter Zwi­ schenschaltung eines untersetzenden Stirnradgetriebes angeordnet ist.

Vor allem im Sinne der angestrebten aufwandsarmen Bauweise ist nach einer nächsten Ausgestaltung der Erfindung vorge­ sehen, daß die Radgetriebe zumindest hinsichtlich ihrer Getriebegehäuse baugleich gestaltet sind.

Um die Radgetriebe baugleich oder im Hinblick auf die knappen Raumverhältnisse besonders kompakt ausführen zu können, liegt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darin, daß das Antriebsmoment des Fahrmotors innerhalb des ersten Radgetriebes derart aufgeteilt wird, daß jedes Radgetriebe lediglich auf das vom zugehörigen Rad abgenom­ mene Moment ausgelegt ist.

Durch die Erfindung steht vorteilhaft ein aufwandsarmer Niederflur-Gelenktriebwagen zur Verfügung, der einen beson­ ders niedrigen, einstufig zugänglichen Fußboden aufweist. Dieser tiefliegende Boden ist in seiner gesamten Länge und Breite - auch im Bereich von quer angeordneten Sitzen - frei von Stufen und Podesten durch Fahrgäste begehbar. Der Gelenktriebwagen kann ein oder mehrere der jedenfalls mit Allrad-Antrieb versehenen Fahrwerke aufweisen, wobei dessen bzw. deren Anordnung frei wählbar ist, also beispielsweise unter Wagenkastenteilen an den Enden und/oder in der Mitte erfolgen kann. Im Hinblick auf den gewollten geringen und damit kostengünstigen Aufwand bietet sich insbesondere ein aus drei Wagenkastenteilen gebildeter Gelenktriebwagen an, dessen mittlerer kurzer Wagenkastenteil mit dem angetriebe­ nen Fahrwerk verbunden ist, wobei die beiden äußeren Wagen­ kastenteile auf einfachen Einzel-Laufachsen ruhen können. Vor allem aufgrund der Drehzahlentkoppelung der Räder in Querrichtung zeichnet sich der erfindungsgemäße Gelenk­ triebwagen durch gute Verschleißeigenschaften und geringen Energieverbrauch aus, speziell bei Kurvenfahrt.

Im weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind. Es zeigen

Fig. 1 einen Niederflur-Gelenktriebwagen in Seiten­ ansicht

Fig. 2 den Fahrwerksbereich des Wagens nach Fig. 1 in einer im Maßstab vergrößerten Seitenansicht,

Fig. 3 die Draufsicht zu Fig. 2,

Fig. 4 den Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 3,

Fig. 5 eine alternative Gestaltung des Gelenktriebwagens, in Seitenansicht entsprechend Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 ist ein Niederflur-Gelenktriebwagen aus drei kürzeren, jeweils auf einem angetriebenen Fahrwerk 1 mit einem kurzen Radstand von beispielsweise 1800 mm ruhenden Wagenkastenteilen 2 und zwei längeren Wagenkastenteilen 2′ gebildet, die über schwebende Gelenke 13 mit den benach­ barten kürzeren Wagenkastenteilen 2 verbunden sind. Bei diesem 5teiligen Gelenktriebwagen können ein oder zwei der angetriebenen Fahrwerke 1 durch Lauffahrwerke ersetzt werden. Wie bereits weiter oben beschrieben, ist auch ein 3teiliger Wagen möglich, dessen mittlerer kurzer Wagenka­ stenteil 2 das angetriebene Fahrwerk 1 aufweist und dessen äußere Wagenkastenteile 2′ an der vom jeweiligen Gelenk 13 abgewandten Seite auf einfachen Einzel-Laufachsen abgestützt sind.

Alle Wagenkastenteile 2 und 2′ sind in nicht darstellungs­ bedürftiger Weise mit Fenstern und in Wagenquerrichtung angeordneten Personensitzen ausgestattet. Es versteht sich, daß der Gelenktriebwagen auch eine dem guten Fahrgastfluß entsprechende Anzahl und Anordnung von Einstiegstüren aufweist. Der von Fahrgästen begehbare niederflurige Fußbo­ den 14 - siehe die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnete Linie - hat in allen Wagenkastenteilen 2 und 2′ eine Höhe von beispielsweise nur 350 mm über Schienenoberkante 15. Dabei ist dieser tiefliegende Fußboden 14 in seiner gesamten Länge und Breite frei von Stufen und Podesten begehbar. Lediglich im Bereich von Fahrerständen 16 kann der dort ja nicht für Fahrgäste bestimmte Fußboden 14′ um eine Stufe höher liegen.

Aus den Fig. 2 bis 4 ergibt sich für das angetriebene Fahrwerk 1 des Gelenktriebwagens folgender Aufbau: An zwei nach unten abgekröpften Radträgern 3 sind Räder 5 einzeln gelagert. Jedes Rad 5 ist mit einem Radgetriebe 4 verbunden. Die Radgetriebe 4 derselben Fahrwerkslängsseite sind durch eine Gelenkwelle 7 gekoppelt. An einem der beiden Radge­ triebe 4 jedes dieser längsgekoppelten Radpaare ist ein mit einer Bremsscheibe 11 versehener Fahrmotor 9 unmittelbar angeflanscht. Die beiden jeweils den abgekröpften Radträger 3, die Räder 5 mit Radgetrieben 4 und den Fahrmotor 9 umfassenden Achsen sind durch Primärfedern 17 gegenüber einem Rahmen 10 des Fahrwerks 1 abgefedert. Am Rahmen 10 befindliche Kragarme 10a dienen dem Anschluß von Drehmo­ mentstützen 18 für die Radgetriebe 4 und die Fahrmotoren 9. Bei diesen Drehmomentstützen 18 sind die aufgrund der Primärfedern 17 möglichen Bewegungen zwischen den Achsen und dem Rahmen 10 des Fahrwerks 1 zu berücksichtigen. Sofern die Fahrmotoren 9 nicht am jeweiligen Radgetriebe 4 ange­ flanscht, sondern in nicht dargestellter Weise am Rahmen 10 des Fahrwerks 1 befestigt sind, müssen die Federbewegungen der Primärfedern 17 bei der Verbindung zwischen dem Radge­ triebe 4 und dem Fahrmotor 9 beachtet werden. Der Rahmen 10 trägt im Ausführungsbeispiel als Schraubenfedern gestaltete Sekundärfedern 19 für den Wagenkastenteil 2. Das angetrie­ bene Fahrwerk 1 und der kurze Wagenkastenteil 2 sollen weitestgehend drehfest, im wesentlichen auf die vertikalen und horizontalen Federwege der Sekundärfedern 19 begrenzt miteinander verbunden sein, also bei Kurvenfahrt des Ge­ lenktriebwagens gemeinsam schwenken.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, greifen die Fahrmotoren 9 an diagonal gegenüberliegenden Radgetrieben 4 an, um identische Antriebsstränge zu schaffen, die wiederum zumindest hin­ sichtlich ihrer Getriebegehäuse 4a baugleiche Radgetriebe 4 ermöglichen. Der in Fig. 3 linke Fahrmotor 9 ist der leichteren Übersicht halber in Fig. 2 weggelassen. Für die aus rationellen Gründen angestrebte Baugleichheit der Radgetriebe 4 wird ferner das Antriebsmoment des Fahrmotors 9 innerhalb des ersten Radgetriebes 4 derart aufgeteilt, daß jedes Radgetriebe 4 lediglich auf das vom zugehörigen Rad 5 abgenommene Moment ausgelegt ist.

Das in Fig. 5 gezeigte Fahrwerk 1 weist gegenüber dem zuvor beschriebenen Fahrwerk 1 folgende Unterschiede auf: Die Fahrmotoren 9, von denen wie in Fig. 2 nur der rechts angeordnete dargestellt ist, sind im Wagenkastenteil 2 untergebracht und befestigt, und zwar ebenfalls im Hinblick auf die Baugleichheit diagonal gegenüberliegend. Als Ein­ bauort für die Fahrmotoren 9 bieten sich insbesondere der von Personensitzen und Stehflächen freie Bereich der Gelenke 13 oder der Raum unterhalb des im Fahrerstandsbereich erhöhten Fußbodens 14′ an. Den motorseitigen Radgetrieben 4 ist jeweils ein Umlenkgetriebe 20 vorgeschaltet, wobei die Verbindung zwischen dem Umlenkgetriebe 20 und dem Fahrmotor 9 durch eine Gelenkwelle 21 mit Längenausgleich erfolgt. Den anderen, vom Fahrmotor 9 abgewandten Radgetrieben 4 ist jeweils unter Zwischenschaltung eines untersetzenden Stirn­ radgetriebes 12 eine Bremsscheibe 11 zugeordnet.

Für den gewollten niederflurigen Verlauf des Fußbodens 14 ist wesentlich, daß die sich zwischen den Radgetrieben 4 erstreckenden Gelenkwellen 7 unterhalb der horizontalen Radmittenebene 6 liegen und daß die Fahrmotoren 9 außerhalb des Niederflurbereichs 8 (siehe Fig. 3) plaziert sind, der insgesamt von den vier Rädern 5 und ihren Radgetrieben 4 begrenzt wird. Für die extrem niedrige Anordnung der Ge­ lenkwellen 7 sind die Radgetriebe 4 derart ausgeführt, daß ihre Anschlußstellen für die jeweilige Gelenkwelle 7 tiefer liegen als der motorseitige Getriebeeingang 4b; alternativ besteht die Möglichkeit, die Radgetriebe 4 entsprechend geneigt einzubauen. Durch die vorbeschriebene Anordnung der Gelenkwellen 7 und der Fahrmotoren 9 kann der Fußboden 14 zwischen den im Fahrwerksbereich in Querrichtung auf Rad­ kästen 22 befestigten Personensitze bis zu den Wagenaußen­ wänden niederflurig ausgeführt werden.

Bezugszeichenliste

1 angetriebenes Fahrwerk
2 Wagenkastenteil
2′ Wagenkastenteil, länger als 2
3 abgekröpfter Radträger
4 Radgetriebe
4a Getriebegehäuse
4b motorseitiger Getriebeeingang
5 einzeln gelagertes Rad
6 horizontale Radmittenebene
7 Gelenkwelle
8 Niederflurbereich, insgesamt begrenzt durch die vier Räder und deren Radgetriebe
9 Fahrmotor
10 Rahmen des Fahrwerks
10a Kragarm
11 Bremsscheibe
12 untersetzendes Stirnradgetriebe
13 schwebendes Gelenk
14 begehbarer niederfluriger Fußboden
14′ Fußboden im Bereich des Fahrerstandes
15 Schienenoberkante
16 Fahrerstand
17 Primärfeder
18 Drehmomentstütze
19 Sekundärfeder
20 Umlenkgetriebe
21 Gelenkwelle mit Längenausgleich
22 Radkasten.

Claims (10)

1. Niederflur-Gelenktriebwagen, insbesondere für den Personenverkehr auf innerstädtischen Schienennetzen, der zumindest ein angetriebenes Fahrwerk (1) mit kurzem Radstand aufweist, das unter einem mit Personensitzen ausgestatteten Wagenkastenteil (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Fahrwerk (1) an abgekröpften Radträgern (3) einzeln gelagerte, jeweils mit einem Radgetriebe (4) verbundene Räder (5) aufweist, wobei die Radgetriebe (4) jeder der beiden Fahrwerkslängsseiten durch eine unterhalb der horizontalen Radmittenebene (6) liegende Gelenkwelle (7) gekoppelt sind, und daß an jedem dieser längsgekoppelten Radpaare ein außerhalb des insgesamt von den vier Rädern (5) und ihren Radgetrieben (4) begrenzten Niederflurbereichs (8) plazierter Fahrmotor (9) angreift.

2. Niederflur-Gelenktriebwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Fahrwerk (1) weitest­ gehend drehfest mit dem darüber angeordneten Wagenkastenteil (2) verbunden ist.

3. Niederflur-Gelenktriebwagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radgetriebe (4) derart ausgeführt oder zueinander geneigt angeordnet sind, daß ihre Anschlußstellen für die Gelenkwelle (7) tiefer liegen als der motorseitige Getriebeeingang (4b).

4. Niederflur-Gelenktriebwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrmotor (9) außer­ halb des Niederflurbereichs (8) unmittelbar am Radgetriebe (4) eines der beiden zugehörigen Räder (5) einer Fahrwerks­ längsseite angeflanscht ist.

5. Niederflur-Gelenktriebwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrmotor (9) außer­ halb des Niederflurbereichs (8) am Rahmen (10) des ange­ triebenen Fahrwerks (1) primär abgefedert befestigt ist.

6. Niederflur-Gelenktriebwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrmotor (9) außer­ halb des Niederflurbereichs (8) im Wagenkastenteil (2) untergebracht ist.

7. Niederflur-Gelenktriebwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsstrang jeder Fahrwerkslängsseite eine Bremsscheibe (11) aufweist.

8. Niederflur-Gelenktriebwagen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (11) an dem vom Fahr­ motor (9) abgewandten Radgetriebe (4) unter Zwischenschal­ tung eines untersetzenden Stirnradgetriebes (12) angeordnet ist.

9. Niederflur-Gelenktriebwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Radgetriebe (4) zumindest hinsichtlich ihrer Getriebegehäuse (4a) baugleich gestaltet sind.

10. Niederflur-Gelenktriebwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmoment des Fahrmotors (9) innerhalb des ersten Radgetriebes (4) derart aufgeteilt wird, daß jedes Radgetriebe (4) lediglich auf das vom zugehörigen Rad (5) abgenommene Moment ausgelegt ist.