DE69929675T2

DE69929675T2 - Triebdrehgestell eines zugfahrzeuges

Info

Publication number: DE69929675T2
Application number: DE69929675T
Authority: DE
Inventors: Eric łAlstom Transport S.A. KOELSCH
Original assignee: Alstom Transport SA
Current assignee: Alstom Transport SA
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: ATE316887T1; FR2775461B1; CA2289000C; ES2257850T3; PT979190E; WO1999044875A1; DE69929675D1; EP0979190A1; EP0979190B1; DK0979190T3; US6253686B1; CA2289000A1; FR2775461A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zugfahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit wenigstens einem Triebdrehgestell, in dem wenigstens ein Getriebemotor angeordnet ist, insbesondere Triebdrehgestell eines Zugfahrzeugs.
Das Drehgestell eines Schienenfahrzeugs führt seitliche Translationsbewegungen und Drehbewegungen aus, die als sinusförmige Bewegungen bezeichnet werden können, selbst bei einem absolut gradlinigen und ebenen Weg. Die Kräfte, die durch diese sinusförmige Bewegung auf das Fahrgestell des Drehgestells ausgeübt werden und die Schwingungsfrequenzen, die daraus resultieren, nehmen zu mit Zunahme der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
Zu diesen Kräften kommen diejenigen Kräfte hinzu, die sich aus Ungenauigkeiten der Fahrbahn, aus Stößen, die von der Fahrbahn ausgehen, aus Abzweigungen und aus Kurven ergeben, welche Kräfte der Grund für Instabilitätserscheinungen sind.
Aufgrund dieser Instabilitätserscheinungen dürfen Fahrzeuge, die mit einem derartigen Drehgestell ausgerüstet sind, aus Sicherheitsgründen eine bestimmte kritische Geschwindigkeit nicht überschreiten.
Die als kritisch bezeichnete Geschwindigkeit ist diejenige Geschwindigkeit, bei der die Eigenfrequenz des Drehgestells nahe bei der Resonanzfrequenz liegt. Die Frequenz, bei der das Drehgestell vibriert, ist umso höher, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs hoch ist.
Es ergibt sich zwangsläufig, dass bei Fahrzeugen, die für hohe Geschwindigkeiten vorgesehen sind, insbesondere Schienenfahrzeugen, die kritische Geschwindigkeit so weit wie möglich angehoben werden muß durch strukturelle Besonderheiten, damit eine stabile Fahrt ermöglicht wird.
In diesem Sinn ist es vorteilhaft, wenn ein angetriebenes Drehgestell eine geringe ungefederte Masse aufweist, damit sein Trägheitsmoment gering ist gegenüber Translationsbewegungen senkrecht zur Fahrtrichtung und gegenüber Drehungen um seine senkrechte Achse.
Bei den bekannten Zugfahrzeugen, die in großer Anzahl im Einsatz sind, ist der Getriebemotor starr in dem Fahrgestell des Drehgestells montiert. Eine Welle, vorzugsweise eine Hohlwelle, nimmt in diesem Fall die Übertragung der Energie des Antriebszuges auf die Räder über die Achsen wahr.
Die Instabilitätserscheinungen sind daher besonders sensibel. Die Masse des Motors und der Kraftübertragung vergrößert die nicht gefederte Masse des Fahrgestells. Diese Bauweise ist daher nicht brauchbar für Fahrzeuge, die mit hoher Geschwindigkeit fahren sollen.
Es gibt andere Zugfahrzeuge für Schienenbetrieb, die bestimmt sind für erhöhte Geschwindigkeiten und deren nicht gefederte Masse im Fahrgestell reduziert ist durch Befestigung des Motors und des Übertragungszuges, nicht am Drehgestell, sondern am Chassis des Fahrzeuggehäuses.
Eine Kardanwelle sichert die Übertragung der Antriebsenergie des Reduktionsbetriebes auf die angetriebenen Räder über einen zweiten Getriebezug, der an der Achse befestigt ist. Die Bewegungen des Einziehens und Ausfahrens des Kardan-Teleskops erzeugen Reibungskräfte, die eine Funktion des zu übertragenden Drehmoments sind und die die Bewegung bremsen. Folglich ist die Belastung der Teleskopwelle notwendigerweise größer als bei einer nicht geteilten Kardanwelle.
Die EP 444 016 beschreibt ein Antriebsdrehgestell entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebsdrehgestell eines Zugfahrzeugs zu schaffen, wie es beschrieben worden ist, jedoch dahingehend verbessert, dass die seitlichen Bewegungen des Fahrgestells des Drehgestells begrenzt sind und dass die kritische Geschwindigkeit erhöht wird.
Zu diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung ein Drehgestell gemäß Anspruch 1.
Das Prinzip der Erfindung stützt sich auf die Tatsache, dass seitliche Bewegungen des Getriebemotors und Trägheitskräfte, die hier existieren, Stoßbelastungen verursachen, insbesondere bei einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit oder während des Durchgangs durch eine Stoßstelle, beispielsweise eine Abzweigung.
Tatsächlich erfährt das Drehgestell, wie zuvor angegeben worden ist, seitliche Stöße, die verantwortlich sind für die Instabilität des Fahrzeugs und für dessen Entgleisen.
Dank der Erfindung sind die Trägheitskräfte und die seitliche elastische Verschiebung der Gruppe aus Motor und Getriebe im Fahrgestell des Drehgestells entgegengesetzt zu den Verschiebungen des Fahrgestells unter dem Effekt von Stößen. Auf diese Weise wirkt der Getriebemotor diesen Verschiebungen aufgrund einer Phasenverschiebung zwischen der Verschiebung des Drehgestells und des Getriebemotors entgegen. Der Schwingungsdämpfer gestattet eine Verringerung der Eigenbewegungen der Gruppe aus Motor und Getriebe.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Drehgestells ist die vollständige Unabhängigkeit des Drehgestells, sowohl von dem Niveau der mechanischen Anschlußstellen als auch dem Niveau der dynamischen Koppelung bei Ausrichtung und Drehung zwischen dem Chassis und dem Drehgestell, entgegengesetzt zu einem bestimmten System, bei dem ein Teil der Gruppe aus Motor und Getriebe am Fahrgestell aufgehängt ist.
Das Antriebsdrehgestell der vorliegenden Erfindung weist im übrigen eine oder mehrere Merkmale der abhängigen Ansprüche 2 bis 4 auf.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Zugfahrzeug, das wenigstens ein angetriebenes Drehgestell der zuvor definierten Art umfaßt.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen des Drehgestells des Zugfahrzeugs in Verbindung mit der einzigen Figur der Zeichnung ergeben, die eine perspektivische Teildarstellung ist, die teilweise perspektivisch und vereinfacht und teilweise als Schnitt dargestellt ist und ein Triebdrehgestell eines schweren Schienenfahrzeugs für hohe Geschwindigkeit gemäß der Erfindung zeigt. Die Gruppe aus Motor und Getriebe ist im Fahrgestell des Drehgestells über drei Lenker aufgehängt.
Die einzige Figur zeigt einen Schienenabschnitt 1, auf dem sich zwei angetriebene Räder 2 befinden. Eine Achse 20 verbindet die angetriebenen Räder 2.
Ein Fahrgestell 4 des Drehgestells stützt sich über Federn 3 an den Achslagern 11 ab.
Eine Zugstange 5 in der Mitte des Fahrgestells sichert die Verbindung zwischen dem Triebdrehgestell und dem Fahrzeuggestell.
Ein Getriebemotor 6, 10 umfaßt einen Motor 6 und ein Getriebe 10 und ist innerhalb des Drehgestells 4 angeordnet.
Die Aufhängung des Getriebemotors 6, 10 am Drehgestell 4 erfolgt durch drei elastische Lenker 7, 8, 9.
Die Lenker 7, 8, 9 sind schwenkbar am Fahrgestell 4 und am Getriebemotor 6,10 in parallelen Achsen parallel zur Fahrtrichtung des Triebdrehgestells 4 angeordnet. Diese Fahrtrichtung entspricht der Richtung der Schienen 1.
Die Lenker 7, 8, 9 weisen im wesentlichen die selbe Länge auf. Der Lenker 9 ist in Längsrichtung mit dem Lenker 8 ausgerichtet.
Die Lenker 7 und 8 sind im wesentlichen in gleicher Höhe und in gleicher Ebene senkrecht zur Längsrichtung angeordnet.
Somit kann der Getriebemotor 6, 10 quer zur Längsrichtung, das heißt in einer Ebene, die im wesentlichen senkrecht zu dieser steht, relativ weit durch rotative Translation bewegt werden.
Das Getriebe 10 ist an den Motor 6 angeflanscht und umfaßt ein Ritzel 15, das auf der Motorwelle befestigt ist, ein Zwischenrad 16 und ein Zahnrad 17, die schematisch dargestellt sind.
Eine hohle Übertragungswelle 18 überträgt die Rotationsenergie von dem Zahnrad 17 direkt auf die Achse 20.
Ein Dämpfer 12, der quer zur Längsrichtung angeordnet ist, ist zwischen dem Fahrgestell 4 und dem Getriebemotor 6, 10 angeordnet.
Wenn ein Fahrzeug, das mit einem Triebdrehgestell dieser Art ausgerüstet ist, auf seiner Bahn 1 läuft, ist das Triebdrehgestell 4 quergerichteten Kräften, beispielsweise aufgrund von Stößen ausgesetzt, die bestrebt sind, quergerichtete Verschiebungen des Triebdrehgestells 4 hervorzurufen, wie es in der Einleitung der Beschreibung angegeben worden ist.
Bei dem Triebdrehgestell gemäß der Erfindung bewegt sich der Getriebemotor 6, 10 automatisch entgegensetzt zur quergerichteten Bewegungsrichtung, dem das Fahrgestell 4 tendenziell ausgesetzt ist.
Es ist festzustellen, dass beim Betrieb des Getriebemotors 6, 10 in Querrichtung in entgegengesetzter Phase zum Fahrgestell 4 des Drehgestells schwingt.
Der Getriebemotor 6, 10 spielt daher die Rolle eines Trägheitsdämpfers, indem er die quergerichtete Verschiebung des Triebdrehgestells 4 begrenzt und damit die kritische Geschwindigkeit des Triebdrehgestells des Fahrzeugs, das mit diesem Triebdrehgestell ausgerüstet ist, erhöht. Die Bewegungsfreiheit in bezug auf Translationen in Querrichtung, über die der Getriebemotor 6, 10 verfügt, ist ausreichend groß, dass die Querbewegungen die Bewegungen des Triebdrehgestells 4 begrenzen können.
Typischerweise kann der Getriebemotor 6, 10 eine Translationsbewegung von 15 mm von einer Ruheposition ausüben, in der die Lenker 7, 8, 9 vertikal liegen. Somit kann sich der Getriebemotor 6, 10 insgesamt über einen seitlichen Verschiebeweg von 30 mm bewegen.
Der Dämpfer 12 absorbiert Eigenschwingungen des Getriebemotors 6, 10, die sich aus der Funktion des Getriebemotors ergeben.

Claims

Triebdrehgestell eines Zugfahrzeugs mit wenigstens einem Getriebemotor (6, 10), der im Inneren eines Fahrgestells (4) des Drehgestells angeordnet ist, welcher Getriebemotor (6, 10) in dem Fahrgestell (4) des Drehgestells an wenigstens zwei elastischen Lenkern (7, 8, 9) aufgehängt ist, welche elastische Lenker (7, 8, 9) gegen das Fahrgestell (4) des Drehgestells anliegen, welche elastischen Lenker (7, 8, 9) derart ausgebildet sind, dass der Getriebemotor (6, 10) quer zur Fahrtrichtung beweglich aufgehängt ist, wobei ein Dämpfer (12) zwischen dem Fahrgestell,(4) des Drehgestells und dem Getriebemotor (6, 10) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebemotor (6, 10) quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs translatorisch beweglich ist, um die Rolle eines Trägheitsdämpfers zu spielen.
Triebdrehgestell gemäß Anspruch 1, bei dem der Getriebemotor (6, 10) translatorisch mit seitlicher Richtung um wenigstens 30 mm beweglich ist.
Triebdrehgestell gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem der Getriebemotor (6, 10) auf der Seite der Achse (20) am Fahrgestell (4) des Drehgestells mithilfe eines Lenkers (9) und auf der Seite des Motors (6) am Fahrgestell des Drehgestells durch zwei Lenker (7, 8) aufgehängt ist.
Triebdrehgestell gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der Getriebemotor (6, 10) auf der Seite der Achse am Fahrgestell (4) des Drehgestells durch zwei Lenker (7, 8) und auf der Seite des Motors (6) am Fahrgestell des Drehgestells durch einen Lenker (9) aufgehängt ist.
Zugfahrzeug mit wenigstens einem Triebdrehgestell gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.