EP0290782A1 - Drehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Stadtbahnwagen - Google Patents

Drehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Stadtbahnwagen Download PDF

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EP0290782A1
EP0290782A1 EP88105504A EP88105504A EP0290782A1 EP 0290782 A1 EP0290782 A1 EP 0290782A1 EP 88105504 A EP88105504 A EP 88105504A EP 88105504 A EP88105504 A EP 88105504A EP 0290782 A1 EP0290782 A1 EP 0290782A1
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wheel
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Werner Brand
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Duewag AG
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    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/16—Centre bearings or other swivel connections between underframes and bolsters or bogies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
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    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
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    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/50—Other details
    • B61F5/52—Bogie frames

Definitions

  • the invention relates to a bogie for rail vehicles, in particular for light rail vehicles, the bogie having a preferably H-shaped frame with a central cross member and two side cheeks on which wheels are arranged, spring means for resiliently absorbing predominantly vertical forces being supported on the bogie frame, and this bogie is either (1st type) connected to a main cross member of a car body via a ball steering ring or (2nd type) via a trailing arm connected to the central cross member to the car body.
  • the invention has for its object to develop a bogie of the generic type so that in rail vehicles, especially light rail vehicles, a floor of low height (for example, about 350 mm above the top edge of the rail SO) can be realized, which as far as possible across the respective bogie areas extends continuously in the vehicle longitudinal direction.
  • the center cross member of the bogie frame is lowered so deep towards the top edge of the rail that between its top edge and the bottom edge of a central aisle embedded in the floor of the car body, there is a free space, which with the 1st type (ball joint ring) of one
  • the central aisle under the central aisle is penetrated or, in the second design (trailing arm), essentially serves for the arrangement and the deflections of the trailing arm, the ends of the central cross member with the two side cheeks each forming one are connected to the upper flat surface, and on these flat surfaces in the first type of construction the ball steering ring lying directly against the underside of the main cross member or in the second type the spring means directly adjacent to the upper inner wall of the hat-shaped main cross member, for example an air spring with an inserted emergency spring, is supported.
  • the bogie has a frame 1 which is essentially formed from two trough-shaped side cheeks 1b and a central cross member 1a.
  • the central cross member 1a is lowered so deeply towards the top edge of the rail SO (see FIG. 1) that there is a free space between its top edge and the bottom edge of a central aisle 4c embedded in the floor 4b of the body 4.
  • the central aisle 4c like that remaining floor of the car body connected by it in the longitudinal direction, a height of, for example, only 350 mm above SE; the raised floor 4b in the bogie area is, for example, 450 mm above SE
  • the aforementioned free space is penetrated by a central part 4d of the main cross member 4a which extends under the central aisle 4c.
  • the rotatable, longitudinal and transverse forces transmitting connection between the bogie and car body 4 is carried out with the help of a ball joint ring 3 (see Fig. 1 A and 2 A), which rests on the one hand against the underside of the main cross member 4a and on the other hand against flat surfaces through the two side cheeks 1b and the ends of the central cross member 1a are formed.
  • the ball steering ring 3 is attached above and below accordingly.
  • smaller air springs 2a are arranged in pairs between the side cheeks 1b and bearing housings 1e holding a wheel 1c according to FIG. 3.
  • the bearing housings 1e are each vertically pivotably supported by a handlebar 1d by means of rubber-metal bushings on the lower end regions of the side cheeks 1b.
  • opposite links 1d or bearing housings 1e in the bogie transverse direction can be connected at an angle-stiffness by means of a strut 1g, to which one end of a vibration damper 1f working parallel to the respective two air springs 2a can also be attached.
  • the free space mentioned above essentially serves the arrangement and the deflections of a trailing arm 5 shown in FIG. 2B, which acts on the central cross member 1a of the bogie and on the body 4.
  • the main cross member 4a is formed in this example as a hat profile; it is omitted in the area of the central aisle 4c, in which case the longitudinal members 4e are used for power transmission.
  • the suspension between the body 4 and the bogie is taken over by larger air springs 2 (with an emergency spring embedded in each of them), each bearing against the upper inner wall of the hat-shaped main cross member 4a and against the flat surfaces formed from the side cheeks 1b and the ends of the central cross member 1a.
  • the bogie is deflected via the air springs 2.
  • a cross stop 7 supports greater transverse forces.
  • 2a rubber layer springs can be used instead of the smaller air springs.
  • the central cross member 1 a is formed from two carriers 1 a, which are arranged next to the main cross member 4 a of the car body 4.
  • the bogie can be driven by a motor 6 which is fastened to the outside of the side cheek 1b and which is connected via a cardan shaft 6b to a gear 6a held on the shaft of the idler gear 1c.
  • a torque support fixes the gear 6a relative to the bogie frame 1.
  • the motor 6 can have a further outlet, so that both idler gears 1c on one bogie side are driven by a motor 6.
  • a motor-gear unit mounted on the outside on the shaft of the idler gear 1c can be used, which is supported towards the frame 1 via a torque support.
  • the shaft of the motor 6 or the gear 6a is to be connected to a brake disc.

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Abstract

Um insbesondere bei Stadtbahnwagen einen Fußboden niedriger Bauhöhe auch im Bereich der Drehgestelle realisieren zu können, ist ein Mittelquerträger (1a) des Drehgestellrahmens (1) so tief zur Schienenoberkante (S.O.) hin abgesenkt, daß zwischen diesem Träger (1a) und der Unterkante eines wagenseitigen, tiefliegenden Mittelganges (4c) ein Freiraum besteht. Dieser Freiraum wird bei einer 1. Bauart (Fig. 1 A) vom Hauptquerträger (4a) des Wagenkastens (4) durchdrungen, wobei zwischen dem Hauptquerträger (4) und dem Drehgestellrahmen (1) ein Kugellenkkranz (3) vorgesehen ist. Bei einer 2. Bauart (Fig. 1 B) dient der Freiraum im wesentlichen der Anordnung und den Ausschlägen eines am Drehgestellrahmen (1) und am Wagenkasten (4) angreifenden Längslenkers (5); zwischen dem Rahmen (1) und der oberen Innenwandung des bei der 2. Bauart hutförmigen Hauptquerträgers (4a) ist auf jeder Längsseite eine Luftfeder (2) angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Drehgestell für Schienenfahr­zeuge, insbesondere für Stadtbahnwagen, wobei das Dreh­gestell einen vorzugsweise H-förmigen Rahmen mit einem Mittelquerträger und zwei Seitenwangen aufweist, an denen Räder angeordnet sind, wobei an dem Drehgestellrahmen Federungsmittel zur elastischen Aufnahme von vorwiegend Vertikalkräften abgestützt sind, und dieses Drehgestell entweder (1. Bauart) über einen Kugellenkkranz mit einem Hauptquerträger eines Wagenkastens oder (2. Bauart) über einen am Mittelquerträger angeschlossenen Längslenker mit dem Wagenkasten verbunden ist.
  • Durch eine Vielzahl ausgeführter Konstruktionen gehört ein Drehgestell mit den obigen Merkmalen zum Stand der Technik.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehgestell der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß bei Schie­nenfahrzeugen, insbesondere Stadtbahnwagen, ein Fußboden niedriger Bauhöhe (beispielweise ca. 350 mm über Schienen­oberkante S.O.) realisierbar ist, der sich so weit wie möglich über die jeweiligen Drehgestellbereiche hinweg durchgehend in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mittelquerträger des Drehgestellrahmens so tief zur Schienenoberkante hin abgesenkt ist, daß zwischen seiner Oberkante und der Unterkante eines im Fußboden des Wagen­kastens eingelassenen Mittelganges ein Freiraum verbleibt, der bei der 1. Bauart (Kugellenkkranz) von einem den Mit­telgang untergreifenden Mittelteil des Hauptquerträgers durchdrungen wird bzw. bei der 2. Bauart (Längslenker) im wensentlichen der Anordnung und den Ausschlägen des Längslenkers dient, wobei die Enden des Mittelquerträgers mit den beiden Seitenwangen jeweils unter Bildung einer oberen Planfläche verbunden sind, und auf diesen Plan­flächen bei der 1. Bauart der direkt gegen die Unter­seite des Hauptquerträgers anliegende Kugellenkkranz bzw. bei der 2. Bauart das direkt gegen die obere Innen­wandung des hutförmig ausgebildeten Hauptquerträgers anliegende Federungsmittel, z.B. eine Luftfeder mit ein­liegender Notfeder, abgestützt ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1 den unteren Bereich eines Stadtbahnwagens im Querschnitt und ein Drehgestell, wobei die rechte Bildhälfte A eine 1. Bauart und die linke Bildhälfte B eine 2. Bauart des Wagens und des Drehgestelles wiedergeben,
    • Fig. 2 eine Draufsicht des Drehgestelles nach Fig. 1 A und B,
    • Fig. 3 eine Seitenansicht des Drehgestelles, ins­besondere für die 1. Bauart gemäß Fig. 1 A,
    • Fig. 4 eine Abwandlung des in Fig. 3 gezeigten Drehgestelles.
  • Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, hat das Drehgestell einen Rahmen 1, der im wesentlichen aus zwei wannenförmig gestalteten Seitenwangen 1b und einem Mittelquerträger 1a gebildet ist. Der Mittelquerträger 1a ist so tief zur Schienenoberkante S.O. hin abgesenkt (siehe Fig. 1), daß zwischen seiner Oberkante und der Unterkante eines im Fußboden 4b des Wagenkastens 4 eingelassenen Mittelganges 4c ein Freiraum verbleibt. Der Mittelgang 4c hat, wie der durch ihn in Längsrichtung verbundene übrige Fußboden des Wagenkastens, eine Höhe von beispielsweise nur 350 mm über S.O.; der im Drehgestellbereich erhöhte Fußboden 4b liegt z.B. 450 mm über S.O.
  • Der vorgenannte Freiraum wird bei der 1. Bauart nach Fig. 1 A von einem den Mittelgang 4c untergreifenden Mittelteil 4d des Hauptquerträgers 4a durchdrungen. Die drehbare, Längs- und Querkräfte übertragende Verbindung zwischen Drehgestell und Wagenkasten 4 erfolgt mit Hilfe eines Kugellenkkranzes 3 (siehe Fig. 1 A und 2 A), der einer­seits gegen die Unterseite des Hauptquerträgers 4a und andererseits gegen Planflächen anliegt, die durch die beiden Seitenwangen 1b und die Enden des Mittelquerträgers 1a gebildet sind. Der Kugellenkkranz 3 ist oben und unten entsprechend befestigt. Zur elastischen Aufnahme von vor­wiegend Vertikalkräften sind nach Fig. 3 zwischen den Seitenwangen 1b und jeweils ein Rad 1c haltenden Lagerge­häusen 1e kleinere Luftfedern 2a paarweise angeordnet. Die Lagergehäuse 1e sind jeweils über einen Lenker 1d ver­schleißfrei mittels Gummi-Metall-Buchsen an den unteren Endbereichen der Seitenwangen 1b vertikal schwenkbar ge­lagert. Zum Vergrößern der Stabilität können in Drehge­stellquerrichtung gegenüberliegende Lenker 1d oder Lager­gehäuse 1e durch eine Strebe 1g winkelsteif verbunden werden, an der auch ein Ende eines parallel zu den jeweils beiden Luftfedern 2a arbeitenden Schwingungsdämpfers 1f befestigbar ist.
  • Bei der 2. Bauart gemäß Fig. 1 B dient der weiter oben genannte Freiraum im wesentlichen der Anordnung und den Ausschlägen eines in Fig. 2 B gezeigten Längslenkers 5, der am Mittelquerträger 1a des Drehgestelles und am Wagen­kasten 4 angreift. Der Hauptquerträger 4a ist in diesem Beispiel als Hutprofil ausgebildet; er entfällt im Bereich des Mittelganges 4c, wobei dann die Längsträger 4e zur Kraft­übertragung herangezogen werden. Die Federung zwischen Wa­genkasten 4 und Drehgestell übernehmen größere Luftfedern 2 (mit darin jeweils eingebetteter Notfeder), die jeweils gegen die obere Innenwandung des hutförmigen Hauptquer­trägers 4a und gegen die aus den Seitenwangen 1b und den Enden des Mittelquerträgers 1a gebildeten Planflächen anliegen. Die Auslenkung des Drehgestelles erfolgt über die Luftfedern 2. Ein Queranschlag 7 stützt größere Quer­kräfte ab. Für eine zusätzliche Primärfederung können an­stelle der kleineren Luftfedern 2a Gummischichtfedern ver­wendet werden.
  • Eine Möglichkeit zum weiteren Einsparen von Fußbodenhöhe im Bereich des Mittelganges 4c ist aus Fig. 4 ersichtlich. Zu diesem Zweck wird der Mittelquerträger 1a aus zwei Trägern 1a′ gebildet, die neben dem Hauptquerträger 4a des Wagenkastens 4 angeordnet sind. Die beiden Träger 1a′ weisen dabei zum Hauptquerträger 4a hin einen Längsabstand auf, der alle vorkommenden Drehbewegungen des Drehgestelles zuläßt.
  • Gemäß Fig. 2 kann der Antrieb des Drehgestelles durch einen an der Außenseite der Seitenwange 1b befestigten Motor 6 erfolgen, der über eine Kardanwelle 6b mit einem auf der Welle des Losrades 1c gehaltenen Getriebe 6a verbunden ist. Eine nicht dargestellte Drehmomentenstütze fixiert das Getriebe 6a gegenüber dem Drehgestellrahmen 1. Der Motor 6 kann einen weiteren Abgang haben, so daß beide Losräder 1c einer Drehgestellseite durch einen Motor 6 angetrieben werden. Alternativ zu dem in Fig. 2 Gezeigten ist eine außenseitig auf der Welle des Losrades 1c gela­gerte Motor-Getriebe-Einheit (Nabenmotor) verwendbar, die sich über eine Drehmomentenstütze zum Rahmen 1 hin abstützt. Zum Bilden einer nicht gezeigten Bremsanordnung ist die Welle des Motors 6 oder des Getriebes 6a mit einer Brems­scheibe zu verbinden.

Claims (11)

1. Drehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Stadtbahnwagen, wobei das Drehgestell einen vorzugsweise H-förmigen Rahmen (1) mit einem Mittelquerträger (1a) und zwei Seitenwangen (1b) aufweist, an denen Räder (1c) ange­ordnet sind, wobei an dem Drehgestellrahmen (1) Federungs­mittel (2) zur elastischen Aufnahme von vorwiegend Verti­kalkräften abgestützt sind, und dieses Drehgestell entweder (1. Bauart) über einen Kugellenkkranz (3) mit einem Haupt­querträger (4a) eines Wagenkastens (4) oder (2. Bauart) über einen am Mittelquerträger (1a) angeschlossenen Längs­lenker (5) mit dem Wagenkasten (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelquerträger (1a) des Drehge­stellrahmens (1) so tief zur Schienenoberkante (S.O.) hin abgesenkt ist, daß zwischen seiner Oberkante und der Unter­kante eines im Fußboden (4b) des Wagenkastens (4) einge­lassenen Mittelganges (4c) ein Freiraum verbleibt, der bei der 1. Bauart (Kugellenkkranz) von einem den Mittelgang (4c) untergreifenden Mittelteil (4d) des Hauptquerträgers (4a) durchdrungen wird bzw. bei der 2. Bauart (Längslenker) im wesentlichen der Anordnung und den Ausschlägen des Längs­lenkers (5) dient, wobei die Enden des Mittelquerträgers (1a) mit den beiden Seitenwangen (1b) jeweils unter Bildung einer oberen Planfläche verbunden sind, und auf diesen Planflächen bei der 1. Bauart der direkt gegen die Unterseite des Haupt­querträgers (4a) anliegende Kugellenkkranz (3) bzw. bei der 2. Bauart das direkt gegen die obere Innenwandung des hut­förmig ausgebildeten Hauptquerträgers (4a) anliegende Fede­rungsmittel (2), z.B. eine Luftfeder mit einliegender Not­feder, abgestützt ist.
2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede - von der Seite her gesehen - wannenförmig ge­staltete Seitenwange (1b) an ihren beiden unteren Endbe­reichen verschleißfrei und im wesentlichen vertikal dreh­bar gelagerte Lenker (1d) aufweist, die jeweils ein Lager­gehäuse (1e) für ein Rad (1c) halten.
3. Drehgestell nach den Ansprüchen 1 (1. Bauart) und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagergehäuse (1e) jeweils über zwei vertikal und in Drehgestellängsrichtung angeord­nete Luftfedern (2a) gegenüber den Seitenwangen (1b) abge­stützt sind.
4. Drehgestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Hochachse der beiden Luftfedern (2a) je­weils ein an der Seitenwange (1b) und an dem jeweiligen Lenker (1d) oder dem Lagergehäuse (1e) für das Rad (1c) angreifender Schwingungsdämpfer (1f) angeordnet ist.
5. Drehgestell nach den Ansprüchen 1 (2. Bauart) und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwange (1b) an ihren beiden Endbereichen jeweils zur Aufnahme einer das Lager­gehäuse (1e) für das Rad (1c) haltenden Gummischichtfeder ausgebildet ist.
6. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (1c) als Losrad ausgeführt und über seinen Wellenzapfen in dem Lagergehäuse (1e) gehalten ist.
7. Drehgestell nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Drehgestellquerrichtung gegenüberliegenden Lenker (1d) oder Lagergehäuse (1e) jeweils durch eine daran angreifende Strebe (1g) winkelsteif verbunden sind.
8. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb des Rades (1c) eine außen­seitig auf dessen Welle gelagerte, über eine Drehmomenten­stütze zum Drehgestellrahmen (1) hin fixierte Motor-Getriebe­Einheit (Nabenmotor) vorgesehen ist.
9. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Außenseite der Seitenwange (1b) befestigter Motor (6) über eine Kardanwelle (6b) mit einem auf der Welle des Rades (1c) gehaltenen Getriebe (6a) verbunden ist.
10. Drehgestell nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Welle des Motors (6) oder des Getriebes (6a) eine Bremsscheibe verbunden ist.
11. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehgestellrahmen (1) einen aus zwei Trägern (1a′) gebildeten Mittelquerträger (1a) auf­weist, wobei diese beiden Träger (1a′) jeweils - unter Wegfall des Freiraumes - so hoch wie möglich neben dem Hauptquerträger (4a) des Wagenkastens (4) und in einem den vorkommenden Drehbewegungen des Drehgestelles entsprechen­den Längsabstand vom Hauptquerträger (4a) entfernt angeord­net sind.
EP88105504A 1987-05-11 1988-04-07 Drehgestell für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Stadtbahnwagen Expired - Lifetime EP0290782B1 (de)

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