EP0025484A1 - Drehgestell für Schienenfahrzeuge, z.B. Strassenbahnen - Google Patents

Drehgestell für Schienenfahrzeuge, z.B. Strassenbahnen Download PDF

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EP0025484A1 EP80103999A EP80103999A EP0025484A1 EP 0025484 A1 EP0025484 A1 EP 0025484A1 EP 80103999 A EP80103999 A EP 80103999A EP 80103999 A EP80103999 A EP 80103999A EP 0025484 A1 EP0025484 A1 EP 0025484A1
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    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles

Definitions

  • the invention relates to a bogie for rail vehicles, such as trams, with horizontally pivotably mounted in the cross member by vertical pins and interconnected by tie rods half-bogies (pendulum frame), in which the wheels of each wheel axle are mounted and driven independently of each other.
  • the invention has set itself the task of eliminating the disadvantages of such semi-bogies with spring-loaded wheels using the simplest means and to create a bogie with possible small, unsprung masses, which also meets the requirements of lightweight construction.
  • cross member is connected in a universal joint-like manner to the half-bogies via the pins, is supported on them by means of spring elements arranged on both sides of the pins, and receives the drive units in a stationary manner.
  • the cruciform joint-like holder can in principle be arranged both in the semi-bogie and in the cross member of the bogie.
  • the vertical pin is fixed in the cross member and the universal joint in the semi-bogie, and
  • the half bogie is expediently made of light metal in order to reduce the weight of the unsprung masses.
  • the impellers can be driven in various ways.
  • a particularly advantageous design in which the sprung masses are kept small, consists in that a motor housing with two mutually independent runners is arranged on the cross member between the wheels of each wheel axle, which is individually connected via a planetary gear and a cardan shaft with length compensation and two Articulated couplings drive an impeller.
  • the shaft of the impellers is expediently designed as a hollow shaft, the cardan shaft penetrating the hollow shafts and being connected to the latter by an articulated coupling located on the outside of the bogie.
  • the cardan shaft can also be designed as a torsion shaft.
  • the bearing of the impellers is advantageously divided vertically and covered with a cover in the division area. This makes it possible to remove the wheels without lifting the car and removing the bogies.
  • the invention can, of course, as far as the mounting of the half bogies on the cross member is concerned can also be used for non-driven, so-called bogies.
  • the cross member 1 of a bogie is provided with a pin 2 running vertically downwards on each side. hen.
  • the pins 2 engage in a sleeve 3, which are articulated in the middle of the half bogies 4 transversely to the direction of travel.
  • Two bolts 5 are used for this purpose, which are inserted in the frames and engage laterally in the bushes 3.
  • the semi-bogies 4 can perform a horizontal pivoting movement about the pin 2 with an angle ⁇ and a vertical tilting movement about the bolts 5 with an angle ⁇ . So that the horizontal pivoting movement that occurs when driving through curves is the same for both half-bogies 4, these are connected to one another by two tie rods 7.
  • the wheel bearings are divided vertically so that the wheels 9 can be removed without having to lift the car.
  • the division area is covered with a cover 21.
  • the body 10 On the cross member 1, the body 10 is supported on both sides by a further spring 11 (secondary spring), which can also be an air or hydraulic spring. Lateral links 12 serve to hold the car body 10 against the driving and braking forces on the cross member 1.
  • secondary spring which can also be an air or hydraulic spring.
  • Lateral links 12 serve to hold the car body 10 against the driving and braking forces on the cross member 1.
  • a motor housing 13 On the cross member 1, located in the center line of the wheels 9, a motor housing 13 is arranged, each forming a drive unit 6 together with the two mutually independent runners 14 and 14a and a planetary gear 15 flanged on the end face.
  • the shafts of the impellers 9 are designed as hollow shafts 19, the cardan shaft 16 penetrating the hollow shaft 19 and being connected to it by the articulated coupling 18 located on the outside of the bogie is.
  • the cardan shaft 16 is designed as a torsion shaft.
  • the motor rotors 14 and 14a are supported on both sides and grease-lubricated, whereas on the left side they are overhung on the drive shaft 20 of the planetary gear 15.
  • the latter construction has the advantage that the rotor shaft is stored in oil-lubricated bearings and can therefore reach higher speeds than with the usual bearing in grease-lubricated bearings.

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Abstract

Dieses angetriebene Drehgestell setzt sich aus zwei seitlichen Halbdrehgestellen (4) zusammen, die in einem Querträger (1) durch senkrechte Zapfen (2) zunächst horizontal schwenkbar gehalten und miteinander durch Spurstangen (7) verbunden sind. In den Halbdrehgestellen (4) sind die Laufräder (9) jeweils einer Radachse seitenunabhängig voneinander gelagert und angetrieben. Die Federung der Laufräder (9) ist so gewählt, daß dadurch der Entgleisungsgefahr unter Verringerung der nichtabgefederten Massen vorgebeugt wird. Es sind daher beiderseits der Zapfen (2) in der Fahrtrichtung Federelemente (8) vorhanden, die das auf dem Querträger (1) lastende Gewicht des Fahrzeugs auf die Halbdrehgestelle (4) übertragen. Die letzteren sind dabei mit dem Querträger (1), der die Antriebseinheiten (6) ortsfest aufnimmt, kreuzgelenkartig über die Zapfen (2) verbunden. Zu diesem Zweck bilden die Zapfen (2) feste Teile des Querträgers (1) und greifen unter Verdreh- und Verschiebemöglichkeit in je eine lotrechte Buchse (3) ein, die im Halbdrehgestell (4) quer Fahrtrichtung gelenkig lagern. Der Antrieb der Laufräder (9) erfolgt über Kardanwellen (16).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Drehgestell für Schienenfahrzeuge, wie Straßenbahnen, mit im Querträger durch senkrechte Zapfen horizontal schwenkbar gelagerten und durch Spurstangen miteinander verbundenen Halbdrehgestellen (Pendelrahmen), in denen die Laufräder jeweils einer Radachse seitenunabhängig voneinander gelagert und angetrieben sind.
  • Es ist bekannt, die Laufräder statt auf sie starr verbindenden Achsen, die bei Kurvenfahrt Quietschgeräusche verursachen, auf Halbachsen anzuordnen, die jeweils in Halbdrehgestellen gelagert sind, wo sie entweder einzeln oder seitenweise angetrieben werden. Dabei sind die Halbdrehgestelle im Querträger durch senkrechte Zapfen gehalten, die die Halbdrehgestelle gegen seitliches Kippen sichern, ihnen aber den notwendigen horizontalen Winkelaufschlag ermöglichen. Außerdem sind die Halbdrehgestelle beiderseits des Zapfens durch zwei Spurstangen auf Abstand gehalten (Zeitschrift: ETR (26) vom 7.8.1977, Seite 519, Bild 8).
  • Schwierigkeiten bestehen bei dieser Bauweise, wenn die Laufräder, wie meist gefordert wird, in den Halbdrehgestellen unter Zwischenschaltung von Federn gelagert werden sollen. Es besteht dann leicht die Gefahr, daß sich die Räder unter dem Einfluß quergerichteter, in der Höhe der Schienenoberkante angreifender Kräfte in den Halbdrehgestellen etwas schräg stellen und damit die Spurweite verändern, wodurch eine Entgleisungsgefahr gegeben ist. Man hat diese Gefahr durch eine zwangsweise Parallelführung der Achsbüchsen mit Hilfe zweier Führungshebel zu vermei-. den versucht, die durch eine am Drehgestellrahmen gelagerte Querwelle verbunden sind. Es ist einzusehen, daß diese Hebel aufgrund der Größe der wirksamen Kräfte sehr stark ausgeführt sein müssen, wenn sie eine zufriedenstellende Wirkung erzielen sollen, wofür aber auch ein entsprechender Raum nötig ist, ganz abgesehen von der unerwünschten Gewichtserhöhung.
  • Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Nachteile solcher Halbdrehgestelle mit gefedert gelagerten Laufrädern unter Anwendung einfachster Mittel zu beseitigen und ein Drehgestell mit möglich geringen, nicht abgefederten Massen zu schaffen, das auch den Anforderungen des Leichtbaues genügt.
  • Sie besteht darin, daß der Querträger über die Zapfen kreuzgelenkartig mit den Halbdrehgestellen verbunden ist, sich auf ihnen mittels beiderseits der Zapfen angeordneter Federelemente abstützt und die Antriebseinheiten ortsfest aufnimmt.
  • Die kruezgelenkartige Halterung kann prinzipiell sowohl im Halbdrehgestell als auch im Querträger des Drehgestells angeordnet sein. Für die konstruktive Gestaltung ist es günstiger, wenn der senkrechte Zapfen fest im Querträger unddas Kreuzgelenk im Halbdrehgestell angeordnet ist, und
  • zwar derart, daß der Zapfen einen festen Teil des Querträgers bildet, unter Verdreh- und Verschiebemöglichkeit in eine lotrechte Büchse eingreift, die im Halbdrehgestell quer zur Fahrtrichtung gelenkig lagert.
  • Zweckmäßig besteht das Halbdrehgestell aus Leichtmetall, um das Gewicht der nicht abgefederten Massen zu verringern.
  • Der Antrieb der Laufräder kann auf verschiedene Weise erfolgen. Eine besonders vorteilhafte Bauweise, bei der auch die abgefederten Massen klein gehalten werden, besteht darin, daß am Querträger zwischen den Laufrädern jeder Radachse ein Motorgehäuse mit zwei voneinander unabhängigen Läufern angeordnet ist, die einzeln über ein stirnseitig angeflanschtes Planetengetriebe und eine Kardanwelle mit Längenausgleich sowie zwei Gelenkkupplungen ein Laufrad antreiben.
  • Um an der Kardanwelle einen genügend großen Abstand der Gelenkkupplungen zu erhalten, der den Schwenkbewegungen der Halbdrehgestelle Rechnung trägt, ist zweckmäßig die Welle der Laufräder als Hohlwelle ausgebildet, wobei die Kardanwelle die Hohlwellen durchdringt und mit dieser durch eine auf der Drehgestellaußenseite gelegene Gelenkkupplung verbunden ist. Zur Abfederung von Stößen kann die Kardanwelle zusätzlich noch als Torsionswelle ausgebildet sein.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft das Lager der Laufräder lotrecht geteilt und im Teilungsbereich mit einem Deckel verkleidet. Dadurch ist ein Ausbau der Räder möglich, ohne den Wagen abzuheben und die Drehgestelle auszubauen.
  • Die Erfindung kann, soweit die Halterung der Halbdrehgestelle am Querträger betroffen ist, selbstverständlich auch bei nicht angetriebenen, sogenannten Laufdrehgestellen in Anwendung kommen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1 ein Drehgestell in Seitenansicht und
    • Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht der Fig. 1 mit verschiedenen Motorausführungen.
  • Der Querträger 1 eines Drehgestells ist auf jeder Seite mit einem senkrecht nach unten verlaufenden Zapfen 2 verse-. hen. Die Zapfen 2 greifen in je eine Büchse 3 ein, die in der Mitte der Halbdrehgestelle 4 quer zur Fahrtrichtung gelenkig gelagert sind. Dazu dienen je zwei Bolzen 5, die in den Gestellen stecken und seitlich in die Büchsen 3 eingreifen. Durch diese kardanische Halterung können die Halbdrehgestelle 4 neben einer horizontalen Schwenkbewegung um den Zapfen 2 mit einem Winkel α noch eine vertikale Kippbewegung um die Bolzen 5 mit einem Winkel ß ausführen. Damit die horizontale Schwenkbewegung, die beim Durchfahren von Kurven eintritt, bei beiden Halbdrehgestellen 4 gleich ist, sind diese durch zwei Spurstangen 7 miteinander verbunden.
  • Zwischen dem Querträger 1 und den Halbdrehgestellen 4 sind in Fahrtrichtung beiderseits des Zapfens 2 Schraubenfedern 8 angeordnet, welche die beim überfahren von Gleisunebenheiten auftretenden Kippbewegungen abfedern. Durch diese Anordnung wird die früher übliche Einzelfederung der Laufräder 9 ersetzt, so daß diese nunmehr fest in den Halbdrehgestellen 4 gelagert werden können.
  • Die Radlager sind vertikal geteilt, damit die Laufräder 9 ausgebaut werden können, ohne den Wagen anheben zu müssen. Der Teilungsbereich ist mit einem Deckel 21 abgedeckt.
  • Auf dem Querträger 1 ist der Wagenkasten 10 beiderseits durch je eine weitere Feder 11 (Sekundärfeder), die auch eine Luft- oder Hydraulikfeder sein kann, abgestützt. Seitliche Lenker 12 dienen dazu, den Wagenkasten 10 gegenüber den Antriebs- und Bremskräften am Querträger 1 zu halten.
  • Am Querträger 1 ist, in der Mittellinie der Laufräder 9 gelegen, je ein Motorgehäuse 13 angeordnet, die zusammen mit den in ihnen befindlichen, voneinander unabhängigen zwei Läufern 14 und 14a und je einem stirnseitig angeflanschten Planetengetriebe 15 je eine Antriebseinheit 6 bilden. Kardanwellen 16, die von den Planetengetrieben 15 ausgehen und Längenausgleich besitzen, treiben über zwischengeschaltete Gelenkkupplungen 17 und 18 die Laufräder 9 an. Um einen möglichst großen Gelenkabstand zum Ausgleich der Ausschläge der Halbdrehgestelle 4 an der Kardanwelle 16 zu erhalten, sind die Wellen der Laufräder 9 als Hohlwellen 19 ausgebildet, wobei die Kardanwelle 16 die Hohlwelle 19 durchdringt und mit dieser durch die auf der Drehgestellaußenseite gelegene Gelenkkupplung 18 verbunden ist. Die Kardanwelle 16 ist als Torsionswelle ausgebildet. Auf der rechten Seite der Fig. 2 sind die Motorläufer 14 und 14a beidseitig und fettgeschmiert gelagert, auf der linken Seite dagegen sind sie fliegend auf der Antriebswelle 20 des Planetengetriebes 15 angeordnet. Die letztgenannte Bauweise hat den Vorteil, daß die Läuferwelle in ölgeschmierten Lagern gelagert werden und daher höhere Drehzahlen als bei der üblichen Lagerung in fettgeschmierten Lagern erreichen kann.

Claims (7)

1. Drehgestell für Schienenfahrzeuge, wie Straßenbahnen, mit im Querträger durch senkrechte Zapfen horizontal schwenkbar gehaltenen und durch Spurstangen miteinander verbundenen Halbdrehgestellen (Pendelrahmen), in denen die Laufräder jeweils einer Radachse seitenunabhängig voneinander gelagert und angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (1) über die Zapfen(2) kreuzgelenkartig mit den Halbdrehgestellen (4) verbunden ist, sich auf ihnen mittels beiderseits der Zapfen (2) angeordneter Federelemente (8) abstützt und die Antriebseinheiten (6) ortsfest aufnimmt.
2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (2) zur Bildung des Kreuzgelenkes einen festen Teil des Querträgers (1) bildet, unter Verdreh-und Verschiebemöglichkeit in eine lotrechte Büchse (3) eingreift, die im Halbdrehgestell (4) quer zur Fahrtrichtung gelenkig lagert.
3. Drehgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbdrehgestell (4) aus Leichtmetall-besteht.
4. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Querträger (1) zwischen den Laufrädern (9) jeder Radachse ein Motorgehäuse (13) mit zwei voneinander unabhängigen Läufern (14, 14a) angeordnet ist, die einzeln über ein stirnseiti.g angeflanschtes Planetengetriebe (15) und eine Kardanwelle (16) mit Längenausgleich sowie zwei Gelenkkupplungen (17, 18) ein Laufrad (9) antreiben.
5. Drehgestell nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle der Laufräder (9) als Hohlwelle (19) ausgebildet ist, wobei die Kardanwelle (16) die Hohlwelle durchdringt und mit dieser durch eine auf der Drehgestellaußenseite gelegene Gelenkkupplung (18) verbunden ist.
6. Drehgestell nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kardanwelle (16) als Torsionswelle ausgebildet ist.
7. Drehgestell nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch lotrechte Teilung des Lagers der Laufräder (9) und Verkleidung des Teilungsbereiches mit einem Deckel (21).
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