EP0429095B1 - Drehgestell mit gelenkten Radsätzen - Google Patents

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EP0429095B1
EP0429095B1 EP90123416A EP90123416A EP0429095B1 EP 0429095 B1 EP0429095 B1 EP 0429095B1 EP 90123416 A EP90123416 A EP 90123416A EP 90123416 A EP90123416 A EP 90123416A EP 0429095 B1 EP0429095 B1 EP 0429095B1
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EP
European Patent Office
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bogie
wheelset
shaft
lever
steering rods
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EP90123416A
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Lutz Dipl.-Ing. Uebel
Lutz Dipl.-Ing. Mauer
Erhard Dipl.-Ing. Förster
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MT Aerospace AG
MAN Gutehoffnungshutte GmbH
Original Assignee
MAN Gutehoffnungshutte GmbH
MAN Technologie AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • 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
    • B61F5/38—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 with steered wheel sets, in which the wheel sets are guided radially adjustable by the handlebars.
  • a bogie in which the wheel sets are guided in a radially adjustable manner by two links acting on diametrically located wheel set bearings.
  • the handlebars connected to the wheelset bearings are rotatably connected in the center of the bogie via a lever to a shaft which is rotatably mounted in a bogie frame lying transversely to the direction of travel.
  • the two levers are offset by 180 ° to each other, so that when driving through a curve after starting the front wheel set and its radial adjustment on the center of curvature of the curve via the handlebars, the following wheel set can also adjust radially towards the center of curvature.
  • Such a steering device has the decisive disadvantage that no transmission of tensile and impact forces from the front to the rear wheelset is possible via the steering mechanism.
  • each wheel of a wheel set is guided in first and second wheel set bearings and the torque-locking connection of the two wheels of a wheel set is carried out by a cardan shaft, for example a cardan shaft, each wheel being assigned a joint that the first wheel set bearing is connected to a first link and a first lever and the second wheelset bearing is connected to a second link and a second lever, the two levers being connected in a rotationally fixed manner and offset by 180 ° to one another with a first shaft, which lies transversely to the direction of travel in long girders of the bogie frame is rotatably mounted that a second wheel set is functionally connected to the first wheel set via connecting links, a second shaft being provided symmetrically to the central transverse plane, which controls the wheel set in the same way as the wheel set via link and lever.
  • a cardan shaft for example a cardan shaft
  • each wheel being assigned a joint that the first wheel set bearing is connected to a first link and a first lever and the second wheelset bearing is connected
  • a particular advantage of this design is that the run-up angle in the curve can be set to zero. Both wheels of the wheel set can be driven in a relatively simple manner by the motor via the cardan shaft.
  • the object can be achieved in that the bogie has four idler wheels, each idler wheel being mounted in the wheelset bearing by means of a pivot axis, which is guided elastically in the long beam of the bogie frame, that the pivot axes extended via each idler wheel are connected to handlebars, that a first and second link on one side of the bogie are connected to the ends of a first lever, that a third and fourth link on the other side of the bogie are connected to the ends of a second lever, the first and second levers which stand vertically in the middle position are connected in a rotationally fixed manner to a shaft which is rotatably mounted in the long girders of a bogie frame lying in the center of the bogie transversely to the direction of travel, and that the first and fourth links are connected to the lower end of the first and second lever, respectively, while the second and third links are connected to the upper ends of the first and second levers, respectively.
  • a bogie with idler wheels has the advantage that the path compensation between the inside and outside running wheels is possible without constraint when the sheet is running. Since the space between the idler gears is free, it can be used for a deep, continuous floor. For this purpose, the shaft lying at the level of the wheelset bearings can also be stored deeper in the bogie frame.
  • Each wheel 16 of the bogie is by means of two wheelset bearings 2a, 2b performed, which guide the wheel 16 longitudinally and transversely elastic in the bogie frame, not shown.
  • a wheelset bearing 2a is connected to the first link 3 and a second wheelset bearing 2b is connected to the second link 4.
  • Both links 3 and 4 are non-rotatably connected via the first and second levers 9 and 11 to the first shaft 10a, which is rotatably supported in the long beam 8.
  • the two levers 9 and 11 are offset by 180 °.
  • the wheel set on the other side of the bogie is connected in the same way via the shaft 10 lying transversely to the direction of travel.
  • the wheels of the wheel set 1 are connected by an articulated shaft 17, which can be designed as a cardan shaft.
  • the wheel 16 like the other wheels of the bogie, is able to pivot about an ideal point 18.
  • the swivel angle results from the free play of the forces and moments of the wheels of the wheel set 1 connected by shaft 8.
  • the connection of the two wheel sets 1 and 1a of the bogie is shown schematically in Figure 2.
  • the first shaft 10a is connected via a connecting link 19 to a second shaft 10b which, like the shaft 10a, is connected to the wheel set 1b via a link and lever.
  • connection is to be designed so that in the first link 3 a link 3a and the second link 4 a link 4a of the second wheel set 1a is assigned.
  • FIG. 4 shows the bogie designed with idler gears 16 in a side view.
  • the connection of the handlebars takes place, as shown in Figure 5. From Figure 5, the position of the handlebars 3 to 6 can be seen in a spatial representation.
  • the links 3 and 5 and the links 4 and 6 are each offset by 180 °.
  • the links 3 and 4 are also articulated offset by 180 ° at the ends of the first lever 9, while the links 5 and 6 are articulated at the ends of the second lever 11.
  • the levers 9 and 11 are rotatably connected by the shaft 10, which is rotatably mounted in the indicated long beams 8 of the bogie frame.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Handcart (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehgestell mit gelenkten Radsätzen, bei dem die Radsätze durch Lenker untereinander radial einstellbar geführt sind.
  • Durch die DE-AS-16 05 826 ist ein Drehgestell bekannt, bei dem die Radsätze durch zwei an diametral gelegenen Radsatzlagern angreifende Lenker radial einstellbar geführt sind. Die an den Radsatzlagern angeschlossenen Lenker sind in Drehgestellmitte über einen Hebel drehfest mit einer Welle verbunden, die in einem Drehgestellrahmen quer zur Fahrtrichtung liegend drehbar gelagert ist. Die beiden Hebel sind um 180° zueinander versetzt, so daß sich beim Durchfahren eines Gleisbogens nach dem Anlaufen des vorderen Radsatzes und dessen radiale Einstellung auf dem Krümmungsmittelpunkt des Gleisbogens über die Lenker auch der nachfolgende Radsatz radial auf den Krümmungsmittelpunkt hin einstellen kann. Eine solche Lenkeinrichtung hat den entscheidenen Nachteil, daß über den Lenkmechanismus keine Übertragung von Zug- und Stoßkräften vom vorderen auf den hinteren Radsatz möglich ist.
  • Durch die US-A- 4648326 ist ein Drehgestell bekannt, bei dem das erste Radsatzleger an einem ersten Lenker und einem ersten Hebel und das zweite Radsatzlager an einem zweiten Lenker und einem Hebel angeschlossen sind, wobei die beiden Hebel drehfest und um 180° zueinander versetzt mit einer quer zur Fahrtrichtung liegenden Welle verbunden sind und wobei die Räder jedes Radsatzes starr auf einer Achse montiert sind.
  • Hier setzt die Erfindung ein, deren Aufgabe darin besteht, einen Lenkmechanismus gemäß dem Gattungsbegriff so weiterzubilden, daß eine Übertragung der Zug- und Stoßkraft von einem Radsatz auf den anderen möglich ist, ohne daß die radiale Einstellbarkeit der Radsätze darunter beieinträchtigt wird.
  • Die Aufgabe wird zum einen dadurch gelöst, daß jedes Rad eines Radsatzes in ersten und zweiten Radsatzlagern geführt ist und die drehmomentschlüssige Verbindung der beiden Räder eines Radsatzes durch eine Gelenkwelle erfolgt, beispielsweise eine Kardanwelle, wobei jedem Rad ein Gelenk zugeordnet ist, daß das erste Radsatzlager an einem ersten Lenker und einem ersten Hebel und das zweite Radsatzlager an einem zweiten Lenker und einem zweiten Hebel angeschlossen ist, wobei die beiden Hebel drehfest und um 180° zueinander versetzt mit einer ersten Welle verbunden sind, welche quer zur Fahrtrichtung liegend in Langträgern des Drehgestellrahmens drehbar gelagert ist, daß ein zweiter Radsatz funktionell über Verbindungslenker mit dem ersten Radsatz verbunden ist, wobei symmetrisch zur Mittelquerebene eine zweite Welle vorgesehen ist, welche über Lenker und Hebel den Radsatz in gleicher Weise wie den Radsatz steuert.
  • Als besonderer Vorteil dieser Bauart ist zu nennen, daß der Anlaufwinkel in der Kurve auf Null gestellt werden kann. Der Antrieb beider Räder des Radsatzes kann in relativ einfacher Weise vom Motor über die Gelenkwelle erfolgen.
  • In anderer Weise kann die Aufgabe dadurch gelöst werden, daß das Drehgestell über vier Losräder verfügt, wobei jedes Losrad mittels einer Drehachse im Radsatzlager gelagert ist, welches elastisch im Langträger des Drehgestellrahmens geführt ist, daß die über jedes Losrad verlängerten Drehachsen an Lenker angeschlossen sind, daß dabei ein erster und zweiter Lenker einer Drehgestellseite mit den Enden eines ersten Hebels verbunden ist, daß ein dritter und vierter Lenker der anderen Drehgestellseite mit den Enden eines zweiten Hebels verbunden ist, wobei der erste und zweite Hebel welche in Mittellage senkrecht stehen drehfest an eine Welle angeschlossen sind, welche drehbar in Drehgestellmitte quer zur Fahrtrichtung liegend in Langträgern eines Drehgestellrahmens drehbar gelagert ist, und daß dabei der erste und vierte Lenker am unteren Ende des ersten, bzw. zweiten Hebels angeschlossen ist, während die zweiten und dritten Lenker am oberen Ende des ersten bzw. zweiten Hebels angeschlossen sind.
  • Ein Drehgestell mit Losrädern besitzt den Vorteil, daß der Wegausgleich zwischen den innen und den außen laufenden Rädern beim Bogenlauf ohne Zwang möglich ist. Da der Raum zwischen den Losrädern frei ist kann er für einen tief liegenden durchgehenden Fußboden genutzt werden. Die in Höhe der Radsatzlager liegende Welle kann zu diesem Zweck durchaus auch tiefer im Drehgestellrahmen gelagert werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
    • Figur 1
    ein Drehgestell mit schwenkbaren Rädern in der Draufsicht,
    Figur 2
    ein Drehgestell mit schwenkbaren Rädern in der Seitenansicht,
    Figur 3
    ein Drehgestell mit gelenkten Losrädern,
    Figur 4
    ein Drehgestell mit gelenkten Losrädern in der Draufsicht und
    Figur 5
    eine räumliche, schematische Darstellung der Lenker.
  • Die Ausführung der Erfindung mit schwenkbaren Radpaaren ist in Figur 1 dargestellt. Jedes Rad 16 des Drehgestelles ist mittels zweier Radsatzlager 2a, 2b geführt, welche das Rad 16 längs- und querelastisch im nicht dargestellten Drehgestellrahmen führen. Ein Radsatzlager 2a ist an den ersten Lenker 3 und ein zweites Radsatzlager 2b ist an den zweiten Lenker 4 angeschlossen. Beide Lenker 3 und 4 sind über die ersten und zweiten Hebel 9 und 11 drehfest mit der ersten Welle 10a verbunden, die im Langträger 8 drehbar gelagert ist. Die beiden Hebel 9 und 11 sind um 180° versetzt. Über die quer zur Fahrtrichtung liegende Welle 10 ist der Radsatz der anderen Drehgestellseite in gleicher Weise angeschlossen. Zur Übertragung des Drehmoments eines Motors sind die Räder des Radsatzes 1 durch eine Gelenkwelle 17 verbunden, welche als Kardanwelle ausgeführt sein kann. Das Rad 16 ist durch diese Erfindung ebenso wie die übrigen Räder des Drehgestelles in der Lage, um einen ideellen Punkt 18 zu schwenken. Der Schwenkwinkel ergibt sich bei Kurvenfahrt durch das freie Spiel der Kräfte und Momente der durch Welle 8 verbundenen Räder des Radsatzes 1.
  • Die Verbindung der beiden Radsätze 1 und 1a des Drehgestelles ist in Figur 2 schematisch dargestellt. Die erste Welle 10a ist über einen Verbindungslenker 19 mit einer zweiten Welle 10b verbunden, die enbenso wie Welle 10a über Lenker und Hebel an den Radsatz 1b angeschlossen ist.
  • Die Verbindung ist dabei so zu gestalten, daß im ersten Lenker 3 ein Lenker 3a und dem zweiten Lenker 4 ein Lenker 4a des zweiten Radsatzes 1a zugeordnet ist.
  • Um einen vollen Wegausgleich der Räder bei Kurvenfahrt herbeizuführen, wird nach Figur 3 vorgeschlagen, sämtliche Räder als Losräder auszuführen. Das Rad 16 ist dabei freifliegend im Radsatzlager 2 gelagert, welches wiederum elastisch im nicht dargestellten Langträger des Drehgestellrahmens gelagert ist. Eine Drehachse 19 ist über das Rad 16 hinaus verlängert und ebenso wie die übrigen Räder an Lenker 3 bis 6 angeschlossen, die über Hebel und die Welle 10 untereinander verbunden sind.
  • Figur 4 zeigt das mit Losrädern 16 ausgeführte Drehgestell in der Seitenansicht.
  • Die Verbindung der Lenker erfolgt, wie in Figur 5 dargestellt. Aus Figur 5 ist in räumlicher Darstellung die Lage der Lenker 3 bis 6 zu ersehen. Die Lenker 3 und 5 und die Lenker 4 und 6 sind jeweils um 180° versetzt. Die Lenker 3 und 4 sind dabei ebenfalls um 180° versetzt an den Enden des ersten Hebels 9 angelenkt, während die Lenker 5 und 6 an den Enden des zweiten Hebels 11 angelenkt sind. Die Hebel 9 und 11 sind durch die Welle 10 drehfest verbunden, die drehbar in den angedeuteten Langträgern 8 des Drehgestellrahmens gelagert ist.
  • Beim Durchfahren eines Gleisbogens ist leicht einzusehen, daß, wenn sich das Radsatzlager 2 einer Drehgestellseite in Richtung eines ersten Vektors 12 bewegt, sich das Radsatzlager 2 der gleichen Seite in Richtung eines zweiten Vektors 13 bewegt und sich die beiden Radsatzlager 2 der anderen Seite zwangsläufig um den gleichen Wegbetrag in Richtung der dritten und vierten Vektoren 14 und 15 bewegen, so daß die Radsätze 1 die srichliert eingezeichnete Lage einnehmen und zum Krümmungsmittelpunkt eines Gleisbogens hin ausgerichtet sind.

Claims (2)

  1. Drehgestell mit gelenkten Radsätzen, bei dem die Radsätze durch Lenker untereinander einstellbar geführt sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jedes Rad (16) eines Radsatzes (1) in ersten und zweiten Radsatzlagern (2a, 2b) geführt ist und die drehmomentschlüssige Verbindung der beiden Räder eines Radsatzes (1) durch eine Gelenkwelle (17) erfolgt, beispielsweise eine Kardanwelle, wobei jedem Rad ein Gelenk zugeordnet ist, daß das erste Radsatzlager (2a) an einem ersten Lenker (3) und einem ersten Hebel (9) und das zweite Radsatzlager (2b) an einem zweiten Lenker (4) und einem zweiten Hebel (11) angeschlossen ist, wobei die beiden Hebel (9, 11) drehfest und um 180° zueinander versetzt mit einer ersten Welle (10a) verbunden sind, welche quer zur Fahrtrichtung liegend in Langträgern (8) des Drehgestellrahmens drehbar gelagert ist, daß ein zweiter Radsatz (1) funktionell über Verbindungslenker (19) mit dem ersten Radsatz (1) verbunden ist, wobei symmetrisch zur Mittelquerebene eine zweite Welle (10b) vorgesehen ist, welche über Lenker (3a und 4a) und Hebel den Radsatz (1a) in gleicher Weise wie den Radsatz (1) steuert.
  2. Drehgestell mit gelenkten Radsätzen, bei dem die Radsätze durch Lenker untereinander einstellbar geführt sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Drehgestell über vier Losräder (16) verfügt, wobei jedes Losrad (16) mittels einer Drehachse (19) im Radsatzlager (2) gelagert ist, welches elastisch im Langträger (8) des Drehgestellrahmens geführt ist, daß die über jedes Losrad (16) verlängerten Drehachsen (19) an Lenker angeschlossen sind, daß dabei ein erster und zweiter Lenker (3 und 4) einer Drehgestellseite mit den Enden eines ersten Hebels (9) verbunden ist, daß ein dritter und vierter Lenker (5 und 6) der anderen Drehgestellseite mit den Enden eines zweiten Hebels (11) verbunden ist, wobei der erste und zweite Hebel (3 und 4) welche in Mittellage senkrecht stehen drehfest an eine Welle (10) angeschlossen sind, welche drehbar in Drehgestellmitte quer zur Fahrtrichtung liegend in Langträgern (8) eines Drehgestellrahmens drehbar gelagert ist, und daß dabei der erste und vierte Lenker (3 und 6) am unteren Ende des ersten, bzw. zweiten Hebels (9 bzw. 11) angeschlossen ist, während die zweiten und dritten Lenker (4 und 5) am oberen Ende des ersten bzw. zweiten Hebels (9 bzw. 11) angeschlossen sind.
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