DE69312803T2

DE69312803T2 - Drehgestell für ein Schienenfahrzeug mit am Rahmen aufgehängten Direktmotoren und Getrieben

Info

Publication number: DE69312803T2
Application number: DE69312803T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Chiodi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1993-05-25
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2013-05-26
Also published as: EP0571961A1; IT1257195B; ATE156437T1; ITTO920448A0; DE69312803D1; EP0571961B1; ITTO920448A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahr- bzw. Drehgestell für Schienenfahrzeuge, einschließlich Fahrzeuge für leichte oder konventionelle städtische Netze.
Bei Schienenfahrzeugen ist es wichtig, denjenigen Teil des Fahrgestellgewichtes, der ohne zwischenliegende federnde Aufhängevorrichtung direkt auf den Rädem lastet, zu reduzieren, d.h. das unabgefederte Gewicht des Fahrgestelles zu vermindem. Wenn dieses Gewicht nämlich größer wird, dann wirkt das Fahrgestell aggressiver gegen die Gleise, wodurch die ihnen mitgeteilten Belastungen und Erschütterungen beim Durchfahren eines Zuges höher werden.
Dieses Problem ist noch schwerwiegender im Falle von Antriebsfahrgestellen, bei denen das Gewicht erhöht ist durch das Vorhandensein eines Motors wie z.B. eines Elektromotors und des Getriebes, das für die Übertragung des Antriebs vom Motor auf die Räder erforderlich ist. Ein solches Getriebe enthält normalerweise eine Untersetzungseinheit und eine oder mehrere Kupplungen, die betätigbar sind, um Relativbewegungen zwischen dem Motor und den Achsen zu kompensieren.
Um die Aggessivität des Antriebsfahrgestelles gegen das Gleis zu reduzieren, sind Fahrgestelle vorgeschlagen worden, deren Motoren voll und ganz am Chassis des Fahrgestelles aufgehängt sind, während jedoch das Gewicht der Untersetzungseinheit auf die Achse drückt. Bei anderen bekannten Anordnungen ist die Untersetzungseinheit ganz am Chassis des Fahrgestelles aufgehängt. Diese Anordnungen bringen jedoch eine komplizierte Antriebsübertragung zwischen der Untersetzungseinheit und dem Achsen/Rad-Aufbau mit sich.
Aus der Druckschrift DE-A2910392 ist ein Fahrgestell für Straßenbahnfahrzeuge bekannt, bei welchem jedes Rad an einer Struktur befestigt ist, welche auch die bewegungsübertragenden Zahnräder und den zugehörigen Motor trägt. Die Struktur ist mittels eines Gelenkzapfens am Chassis befestigt, während der Motor derart an der Struktur angeordnet ist, daß seine Drehachse rechtwinklig zur Achse des Gelenkzapfens liegt. Deswegen bewirkt eine Drehung der Struktur um den Gelenkzapfen eine entsprechende Schwingung des Motors, der Getrieberäder und der Motorachse senkrecht zum Gelenkzapfen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Fahrgestelles für Schienenfahrzeuge, das äußerst einfach und sicher im Betrieb ist und die oben aufgeführten Nachteile des Standes der Technik beseitigt.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Fahrgestell für Schienenfahrzeuge gelöst, welches folgendes umfaßt: ein starres Chassis; mindestens zwei Paare von Laufrädem, wobei jedes Lauf rad an einer zugeordneten Achse befestigt ist und mindestens eines der Laufräder durch einen entsprechenden Antriebsmotor angetrieben ist; eine Struktur, die am Chassis angelenkt ist und die Achse des besagten mindestens einen angetriebenen Laufrades drehbar lagert und den Motor und eine Getriebeeinrichtung zur Antriebsübertragung vom Motor zur Achse hält; und eine primäre elastische Aufhängeeinrichtung zwischen dem Chassis und der Struktur, wobei die Struktur mittels eines Gelenkzapfens am Chassis angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor an der Struktur so positioniert ist, daß seine Drehachse mit der Achse des Gelenkzapfens zusammenfällt, wobei der Schwerpunkt des Motors auf der Achse des Gelenkzapfens liegt.
Ein solches Fahrgestell bringt das Ergebnis, daß es das Gewicht des oder der Antriebsmotoren so trägt, daß sie voll und ganz aufgehängt ist, während ein beträchtlicher Teil des Gewichtes der Untersetzungseinheit ebenfalls aufgehängt ist, so daß die Getriebeeinrichtung Relativbewegungen zwischen der Achse und dem Chassis infolge der primären Aufhängung des Fahrgestelles nicht absorbieren muß.
Die Erfindung vereinfacht somit das Problem, indem sie ermöglicht, den Motor gänzlich abzufedern, die Untersetzungseinheit halbabzufedern und den Antrieb direkt vom Motor auf die Untersetzungseinheit und von dieser auf das Laufrad zu übertragen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend eine bevorzugte Ausführungsform des Fahrgestelles lediglich als Beispiel und anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines erfindungsgemäßen Eisenbahn-Fahrgestelles ist und
Fig. 2 eine Schnittansicht entsprechend der Linie II-II der Fig. 1 ist.
Gemäß der Fig. 1 enthält das insgesamt mit 5 bezeichnete Chassis eines Eisenbahn-Fahrgestelles ein Paar robuster symmetrischer Längselemente 6 jeweils in Gestalt eines umgedrehten U, von denen in den Zeichnungen nur ein Teil sichtbar ist. Die Längselemente 6 sind miteinander über mindestens zwei Querelemente 4 verbunden, deren jedes ähnlich einer rohrförmigen Stange geformt sein mag.
Das Fahrgestell enthält zwei Paare von Laufrädem 10. Ein Ende eines Längselementes 6 ist schematisch in der Zeichnung gezeigt, und eine Struktur 8, die gewöhnlich als "Untersetzungseinheit" bezeichnet wird und als Querlenker wirkt, ist mittels eines Gelenkzapfens 7 an diesem Ende befestigt. Die Struktur 8 umschließt ein Reduktionsgetriebe 20 und beherbergt Lager 14 und 15, die eine Achse 9 tragen, an der ein Laufrad 10 befestigt ist. Beim dargestellten Beispiel sind die beiden Laufräder 10 also unabhängig. Dies ist besonders nützlich bei Hochgeschwindigkeits-Fahrzeugen und bei Fahrzeugen für Stadt- und Vorortbahnlinien, die häufig auf gewundenen Netzen fahren müssen.
Bei Hochgeschwindigkeits-Fahrzeugen vermeiden die unabhängigen Räder 10 nämlich die Gefahr von Schlangenlinienbewegungen, welche durch den Konuswinkel der Radkränze verursacht werden, so daß jegliche resultierende Quer-Instabilität des Fahrgesteiles vermieden wird. In Fahrzeugen für Stadt- oder Vorortbahnlinien, die Kurven kleinen Radiusses oft bis herunter zu 15 m aufweisen, eliminieren Fahrgestelle mit unabhängigen Laufrädem 10 den gegenlenkenden Effekt der Achse 9, der auf den unterschiedlichen Abwicklungen der inneren und äußeren Schienen 13 beruht, und somit wird jeglicher Längsschlupf zwischen den Laufrädern 10 und den Schienen 13 vermieden. Auf diese Weise wird vermieden, daß irgendwelche lästigen Abflachungen an der Rolifläche des Laufrades entstehen, wodurch die Notwendigkeit teuren Nachdrehens der Laufräder 10 reduziert wird.
Eine Bremsscheibe 16 ist fest an einem Ende der Achse 9 angeordnet, im beschriebenen Fall an der Achse 9 innerhalb des Chassis 5. Ein auf die Scheibe 16 wirkender Bremssattel 17 wird von der Struktur 8 gehalten. Die gewöhnliche primäre Aufhängebaugruppe für das Fahrgestell, allgemein mit 11 bezeichnet, ist ebenfalls an den Enden der Längselemente 6 befestigt. Die Baugruppe 11 enthält im einzelnen eine elastische Aufhängeeinrichtung irgendeines Typs, die so arbeitet, daß sie die optimale Abfederung der Fahrzeugs gewährleistet und über einen Gelenkpunkt 21 auf einen an der Struktur 8 befestigten Arm 18 wirkt.
Außerdem ist an der Seite der Struktur 8 ein Antriebsmotor 12 für das Laufrad 10 befestigt (Fig. 1), und zwar in einer solchen Position, daß seine Drehachse, auf welcher auch sein Schwerpunkt liegt, mit der Achse des Zapfens 7 zusammenfällt, der das Chassis 5 an der Struktur 8 anlenkt. Das Reduktionsgetriebe 20 bewirkt eine verlangsamende Übertragung der Drehung von der Welle des Motors 12 auf die Achse 9 und somit auf das Lauf rad 10. Daher lastet das Gewicht des Motors 12 nur an der primären Aufhängung 11. Außerdem entfällt die Notwendigkeit für irgendwelche Einrichtungen am Fahrgestell zum Kompensieren irgendwelcher Relativbewegungen zwischen dem Motor 12 und dem Laufrad 10 infolge der primären Aufhängung.
Aus der vorstehenden Beschreibung gehen die Vorteile des erfindungsgemäßen Fahrgestelles gegenüber bekannten Fahrgestellen hervor. Der Schwerpunkt des Motors 12 liegt nämlich auf der Anlenkungsachse der Struktur 8, das Gewicht des Motors 12 lastet nicht auf der Achse 9, und daher muß seine Masse nicht den durch die Aufhängung verursachten Relativbewegungen des Laufrades 10 folgen.
Außerdem beseitigt die Tatsache, daß die Zahnrad-Antriebsübertragungseinheit von derselben Struktur 8 getragen wird, die auch den Motor trägt, den Bedarf für Vorrichtungen zur Kompensierung von Relativbewegungen. Schließlich ist die Struktur 8 perfekt angepaßt an den unabhängigen Antrieb jedes Laufrades 10 des Fahrgestelles, wodurch die Anforderungen von Hochgeschwindigkeitsfahrzeugen und von Vorortfahrzeugen erfüllt werden.
Natürlich können Änderungen und Verbesserungen am beschriebenen Fahrgestell vorgenommen werden, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Fahrgestell für Schienenfahrzeuge, umfassend ein starres Chassis (5), zumindest zwei Paare von Laufrädern (10), wobei jedes Laufrad an einer entsprechenden Achse (9) befestigt ist und mindestens eines der Laufräder (10) durch einen entsprechenden Antriebsmotor (12) angetrieben ist, eine am Chassis (5) angelenkte und die Achse (9) des mindestens einen angetriebenen Laufrades (10) drehbar haltende Struktur (8), die den Motor (12) und eine Getriebeeinrichtung (20) zur Antriebsübertragung vom Motor (12) zur Achse (9) hält, und eine primäre elastische Aufhängeeinrichtung (11) zwischen dem Chassis (5) und der Struktur (8), wobei die Struktur (8) am Chassis (5) mittels eines Gelenkzapfens (7) angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (12) an der Struktur (8) so positioniert ist, daß seine Drehachse mit der Achse des Gelenkzapfens (7) zusammenfällt, wobei der Schwerpunkt des Motors (12) auf der Achse des Gelenkzapfens (7) liegt.

2. Fahrgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (8) eine Achse (9) trägt, an der ein entsprechendes Laufrad (10) befestigt ist, wobei die Laufräder (10) eines Paares durch unabhängige Motoren (12) angetrieben sind.