EP0547188A1 - Drehgestell für schnellauffähige schienenfahrzeuge. - Google Patents

Drehgestell für schnellauffähige schienenfahrzeuge.

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Publication number
EP0547188A1
EP0547188A1 EP92911127A EP92911127A EP0547188A1 EP 0547188 A1 EP0547188 A1 EP 0547188A1 EP 92911127 A EP92911127 A EP 92911127A EP 92911127 A EP92911127 A EP 92911127A EP 0547188 A1 EP0547188 A1 EP 0547188A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bogie
cross member
cradle
frame
air spring
Prior art date
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Granted
Application number
EP92911127A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0547188B1 (de
Inventor
Guenter Ahlborn
Guido Bieker
Gerhard Kampmann
Alfred Lohmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Henschel Waggon Union GmbH
Original Assignee
ABB Henschel Waggon Union GmbH
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Publication date
Application filed by ABB Henschel Waggon Union GmbH filed Critical ABB Henschel Waggon Union GmbH
Publication of EP0547188A1 publication Critical patent/EP0547188A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0547188B1 publication Critical patent/EP0547188B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/04—Bolster supports or mountings
    • B61F5/10—Bolster supports or mountings incorporating fluid springs
    • 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
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/04—Bolster supports or mountings
    • B61F5/12—Bolster supports or mountings incorporating dampers
    • B61F5/127—Bolster supports or mountings incorporating dampers with fluid as a damping medium

Definitions

  • the invention relates to a bogie for fast-moving rail vehicles with an H-shaped bogie frame, the rotary gesture frame with respect to the axles cushioning primary springs and a transverse and vertically horizontally movable with respect to the rotary gesture frame, receiving the carriage box of the rail vehicle cradle, which is pneumatic with respect to the rotary gesture frame Secondary springs (air springs) are cushioned and provided with an anti-rotation device.
  • Bogies for high-speed rail vehicles are today partially provided with an air spring arranged as a secondary spring, on the one hand to interrupt the transmission of structure-borne noise between the bogie and the car body, and on the other hand to obtain optimum suspension comfort in addition to the level compensation of the car body that is possible with different loads .
  • a disadvantage of the bogies of this type known from practice is generally the turning out of the carriage body relative to the bogie within the air spring, which produces an unfavorable shear stress on the air bellows and adversely affects the suspension, generates undesirably high restoring forces during sheet travel and large ones Air bellows required.
  • a bogie of the type mentioned is known for example from DE-OS 26 11 924.
  • a rotary pan is arranged in the middle of the cradle cross member, which receives the car body and guides the bogie horizontally opposite the car body.
  • the cradle cross member is supported by air springs at its cross ends on cradle spring troughs which are suspended by a pendulum on the outer long members of the bogie.
  • the cradle spring troughs and the cradle cross member are connected to one another by means of push rods arranged transversely to the rotary frame and in an articulated manner.
  • Disadvantages of this embodiment are the complicated and technically complex suspension of the cradle cross member by means of spring troughs and pendulums on the frame of the bogie, the reduced effect of the torsional inhibition between the bogie and the body of the car, since the trailing arms are too elastic and the high bending rigidity of the cradle ⁇ girder due to the center of the load on the car body, which leads to a high weight of the cradle cross member.
  • the cradle is mounted directly on the side members of the swivel frame via sliders. Between the cradle cross member and the car body, air springs are arranged on the top of the cradle cross member, which are attached with their top under the car body.
  • the cradle cross member is vertically movably connected to the car body via linkages which prevent the cradle cross member from turning out relative to the car body and thus prevent the air spring from being deformed.
  • the disadvantage of this design is the additional arrangement of a push-pull element which connects the rotary gesture frame to the car body.
  • Another disadvantage is the deep arrangement of the sliding pieces in the area of flying snow and whirled up dirt, which adversely affect the effect of the rotation inhibition.
  • the object of the present invention was to provide a bogie which is characterized by a small number of contact points to the car body, which enables the possibility of a redundant yet simple arrangement of rotation inhibitions, which has a minimal overall width and low weight, which allows small air bellows , which enables the installation of additional air tanks for the air springs under the cradle crossmember, has arranged additional units clearly and in places, keeps the load-bearing components free of bending or torsional stresses and which can be easily and quickly installed or exchanged under the car body.
  • each air spring is supported directly on the side cheek of the swivel frame
  • the cradle cross member near its cross ends via its bearing on the air spring on its upper side friction pieces for supporting the Carriage body carries
  • the cradle cross member is only vertically and horizontally movable transversely within a defined path relative to the rotary gesture frame and is guided horizontally in the longitudinal direction with play in guides of the rotary gesture frame
  • the cradle cross member is connected to the car body via a pin which only transfers horizontal forces and is connected to the rotary gesture frame is freely rotatable relative to the car body.
  • the bogie frame is advantageously none exposed to additional bending moments that occur when the side cheek is subjected to a substantially eccentric force.
  • the arrangement of the friction pieces on the cradle cross member takes place approximately on the same basis as the air spring support to the bogie frame, so that bending stresses of the cradle cross member from the car body support are only subordinate, whereby a weight-saving design of the middle part of the cradle cross member is made possible.
  • the fact that the cradle can only be moved vertically and horizontally transversely within a defined path relative to the bogie frame enables the bogie to be freely rotated relative to the car body without lateral deformation of the air spring.
  • the installation of small-volume air springs is made possible.
  • the width of the bogie is advantageously reduced.
  • the connection of the cradle to the car body via a pin which only transmits horizontal forces enables the bogie to be freely rotated relative to the car body, as well as the fact that the bogie can be easily assembled and exchanged under the car body.
  • the crossmember of the cradle is horizontally limited in its movements in the longitudinal direction of the rotary link via guide elements near its transverse ends in guides of the bogie frame.
  • the elastic guidance of the cradle cross member in the longitudinal direction of the bogie ensures the desired longitudinal decoupling of the bogie frame from the body. As a result, the excitation of car body deflection vibrations is kept small, and at the same time the wobbling of the bogie with the cradle cross member relative to the car body is hindered by the rigid torsion resistance.
  • the cradle cross member consists of a central part, each with a cradle cross member head at its cross ends, the connecting elements for the longitudinal stop, cross stop, vertical stop and vertical damper of the cradle, as well as the connecting elements for anti-roll support, anti-rotation, air spring control valve, air spring and the anti-rotation sliders of the bogie are integrated in the cradle heads.
  • This inventive design of the cradle cross-member ensures that all external forces which occur at high speeds pass directly from the cradle heads through its guides into the Bogie frames are transferred without significantly stressing the middle part of the cradle cross member on torsion or bending.
  • a rotation inhibitor is arranged on each side of the cradle cross member, each torsion inhibitor consisting of a torsion shaft arranged parallel to the cradle cross member, which is elastically mounted on the cradle cross member heads with vertical pins fixed at its longitudinal ends and also spherically supported on the handlebar rods with spherical ends Longitudinal ends of the long girders of the rotary frame 11 are connected.
  • an additional air tank for each air spring is further arranged on both sides below the cradle cross member, each additional air tank is provided with a short and large-diameter connecting line to the respective air spring, each additional air tank being fastened to the cradle cross member via a bracket.
  • the short connecting lines ensure that the air springs respond quickly and evenly under all loads.
  • the invention creates a track-friendly bogie using wheelsets with wear professional, which is characterized by low weight, smooth running, absolute running safety, simple function, clear arrangement of the additional components and low stress on the individual components as well as easy interchangeability.
  • the arrangement of the essential functional elements on the cradle cross-member heads creates free spaces in the central region of the bogie for the arrangement of additional devices. Due to the small width of the bogie, the opening of the outer body paneling can advantageously be kept small.
  • FIG. 1 shows a side view of a bogie according to the invention
  • FIG. 2 shows a top view of the bogie according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a section along line III-III of FIG. 2, shown rotated
  • FIG. 4 shows a section along line IV-IV of FIG. 2,
  • the approximately H-shaped rotary gesture frame essentially consists of two long beams 1 and two cross beams 2, which connect the long beams 1 and are welded to them.
  • the long girders 1 are cranked downward in their longitudinal center for receiving an air spring 3 approximately in the middle on their upper belts.
  • the upper and lower straps of the long girders 1 have no weld-on parts that serve to transmit power. This measure serves for the lightweight construction of the swivel frame.
  • a cradle cross beam 4 consisting of the cradle cross beam heads 4a and a middle cradle cross member 4b is supported via cradle cross member heads 4a.
  • the air spring 3 is fastened with its lower part on the long beams 1 and with its upper part under the cradle cross beam heads 4a.
  • the wheel sets 5 of the bogie are guided via spring leaf links 6 on the long support 1 and are spring-mounted on the long support 1 via primary springs 7 and shock absorbers 8.
  • the central cross member 4b is box-shaped, tapered towards the crosshead heads and provided in the center with a pivot guide 9 mounted in rubber for the pivot of the body.
  • the cradle cross member heads 4a are expediently produced from cast or forged pieces or in a mixed construction from forged and welded parts and welded to the middle of the cradle cross member 4b.
  • On the how- Cross member heads 4a are arranged above the air spring 3 friction pieces 10 for receiving correspondingly designed counter bearings on the car body. Via the friction pieces 10, the vertical load of the car body is deposited directly into the long girder 1 of the rotary frame 11 via the cradle cross member heads 4a and the air springs 3.
  • the friction pieces 10 serve as friction-rotation inhibition.
  • the direct load introduction of the car body via the friction pieces, cradle crossbeam heads 4a and air spring 3 into the long beams 1 of the bogie frame avoids torsional or bending stress on the long beams 1.
  • a direct contact connection between the car body and the bogie only exists via the friction pieces 10 for receiving the vertical load and the pivot guide 9 for receiving the horizontal guiding forces of the car body.
  • the cradle cross member 4 is supported on the long girder 1 of the swivel frame 11 via the air springs 3. Horizontal in the longitudinal direction of the swivel arm 4, the cradle cross member 4 is guided with little play via guides 11 in guides 12 of the cross member 2 of the swivel frame.
  • the guides 11 are designed to be elastic and are arranged on the cross members 2 of the bogie frame.
  • the cradle 4 In the horizontal transverse direction, the cradle 4 is guided in its transverse play on the air springs 3 with the required pendulum play between counter bearings 13, which are arranged on the cross beams 2 of the bogie frame, via cradle cross stops 14 arranged on the cradle heads 4a.
  • the cradle cross stops 14 are designed to be elastic with a progressive spring characteristic.
  • a torsion shaft 15 is arranged on the cradle cross member 4 to prevent rotation.
  • Each torsion shaft 15 is supported at a distance elastically in the bearing eyes 17 of the cradle cross-member head 4a by means of bearing pins 16 arranged vertically downward at their longitudinal ends.
  • a spherical link rod 18 At each longitudinal end of each torsion shaft 15 there is a spherical link rod 18, which is also connected spherically with its other end to the respective longitudinal end of the long beam 1 of the bogie frame. Due to the torsion shaft 15 acting as an anti-rotation device, there is a longitudinal play between the cradle cross member 4 and the cross members 2 of the swivel frame and thus a longitudinal decoupling of the cradle frame.
  • the cradle cross member 4 is further secured against rolling of the car body by means of a roll support (19 - 22) arranged on both sides thereof.
  • the anti-roll support consists of a torsion shaft 19, which is rotatably mounted under the cross member 2 of the rotary frame.
  • a lever 20 is fixedly arranged, which spherically carries a pendulum 21 at its free end, which is also spherically supported at its other end on a bearing 22 of the cradle cross member head 4a (4). If the air spring 3 is deflected unevenly, the torsion shaft 19 is twisted, thus preventing the cradle cross member 4 from swaying.
  • a vertical damper 23 is also each spherically supported on the cradle support heads 4a, and is also spherically supported at its other end on the long support 1 of the bogie frame.
  • Each cradle cross member head also has connections for air spring control valve 24.
  • Cradle dampers 30, which are spherically mounted on the cross member 2 of the bogie frame or on the cradle cross member 4, additionally dampen transverse movements of the cradle cross member.
  • Upper and lower vertical stops (25 and 26) limit the spring travel of the cradle cross member 4.
  • the lower vertical stop 26 is a rubber spring element and also serves as a secondary emergency spring in the event of pressure loss in the air spring, in that the load from the car body only completely settles down here.
  • each air spring (3) is arranged on each side below the cradle cross member (4), each Additional air tank (27) is provided with a short and large diameter connecting line (28) to the respective air spring (3).
  • Each auxiliary air tank (27) is fastened to the cradle cross member (4) via a bracket (29), so that the auxiliary air tank (27) and the cradle cross member (4) are cushioned secondarily and high-frequency accelerations of the auxiliary air tank are avoided.

Landscapes

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Description

Drehgestell für sehne11auffähige Schienenfahrzeuge
Die Erfindung betrifft ein Drehgestell für schnellauffähige Schienenfahr¬ zeuge mit einem H-förmigen Drehgestellrahmen, den Drehgeste11rahmen gegenüber den Achsen abfedernden Primärfedern und einem gegenüber dem Drehgeste11rahmen vertikal und horizontal quer beweglichen, den Wagenka¬ sten des Schienenfahrzeuges aufnehmenden Wiegenquerträger, der gegenüber dem Drehgeste11rahmen über pneumatische Sekundärfedern (Luftfedern) abgefedert und mit einer Drehhemmung versehen ist.
Drehgestelle für schnellauffähige Schienenfahrzeuge werden heute zum Teil mit einer als Sekundärfeder angeordneten Luftfeder versehen, um einerseits die Übertragung des Körperschalls zwischen dem Drehgestell und dem Wagen¬ kasten zu unterbrechen und andererseits neben dem ermöglichten Niveauaus- gleich des Wagenkastens bei unterschiedlichen Beladungen einen optimalen Federungskomfort zu erhalten. Nachteilig bei den aus der Praxis bekannten Drehgestellen dieser Bauart ist in der Regel das Ausdrehen des Wagenka¬ stens gegenüber dem Drehgestell innerhalb der Luftfeder, das eine ungün¬ stige Scherbeanspruchung des Luftfederbalges erzeugt sowie die Federung nachteilig beeinflußt, unerwünscht hohe Rückstellkräfte beim Bogenlauf erzeugt und große Luftfederbälge erforderlich macht. Außerdem ist eine Vielzahl von Koppelstellen zwischen Wagenkasten und Drehgestell erforder¬ lich, die hohe Erstellung« osten, einen hohen Zeitaufwand beim Drehge- stelltausch und vermehrte .. 'perscha11Übertragung verursachen. Bei den Drehgestellen, die zwischen Wagenkasten und Drehgestell einen Wiegenträger angeordnet haben, wobei zwischen Wiegenquerträger und Drehgeste11rahmen die Luftfeder angeordnet ist, wird zwar zum Teil ein Ausdrehen innerhalb der Luftfeder vermieden, jedoch ist der Aufwand an Bauteilen für die Anordnung der Luftfeder innerhalb des Drehgestells sehr hoch und ungün- stig und der Aufwand für die erforderlichen Drehhernmungselemente unwirt¬ schaftlich. Drehgestelle für schnellauffähige Schienenfahrzeuge erfordern einen hohen Aufwand bezüglich der Erzielung der erforderlichen LaufStabilität. Insbe¬ sondere bei den Drehgestellen, die zur Erzielung einer hohen Laufleistung mit Radsätzen mit "Verschleißprofil" ausgerüstet sind, müssen neben erforderlichen Vertikal- und Querdämpfern und Wankstützen auch Drehhem- mungen angeordnet sein, die das Schlingern des Drehgestells behindern. Diese Drehhemmungen sind üblicherweise aufwendig hydraulisch wirkend ausgebildet und mit zu großer Freigängigkeit versehen, sowie relativ störanfällig und bilden dadurch ein Sicherheitsrisiko.
Ein Drehgestell der genannten Art ist beispielsweise aus der DE-OS 26 11 924 bekannt. Hierbei ist mittig auf dem Wiegenquerträger eine Drehpfanne angeordnet, die den Wagenkasten aufnimmt und das Drehgestell gegenüber dem Wagenkasten horizontal führt. Der Wiegenquerträger lagert über Luftfedern an seinen Querenden auf Wiegenfedertrögen, die mittels Pendel an den äußeren Langträgern des Drehgestells aufgehangen sind. Die Wiegenfedertröge und der Wiegenquerträger sind mittels quer zum Drehge¬ stell und gelenkig angeordneter Schubstangen miteinander verbunden. Nachteilig bei dieser Ausführung ist die komplizierte und fertigungstech¬ nisch aufwendige Aufhängung des Wiegenquerträgers mittels Federtrögen und Pendel an dem Rahmen des Drehgestells, die verminderte Wirkung der Dreh¬ hemmung zwischen Drehgestell und Wagenkasten, da die Längslenker zu elastisch sind und die erforderlich hohe Biegesteifigkeit des Wiegenquer¬ trägers aufgrund der mittig über die Drehpfanne eingeleiteten Last des Wagenkastens, die zu einem hohen Gewicht des Wiegenquerträgers führt.
Bei der aus der DE-OS 2337771 vorbekannten Konstruktion lagert die Wiege direkt auf den Seitenlangträgern des Drehgeste11rahmens über Gleitstücke. Zwischen dem Wiegenquerträger und dem Wagenkasten sind auf der Oberseite des Wiegenquerträgers Luftfedern angeordnet, die mit ihrer Oberseite unter dem Wagenkasten befestigt sind. Der Wiegenquerträger ist mit dem Wagenka¬ sten über Gestänge vertikal beweglich verbunden, die ein Ausdrehen des Wiegenquerträgers gegenüber dem Wagenkasten und damit ein Verformen der Luftfeder verhindern. Das direkt über den Wiegenquerträger auf die Gleit- stücke auf den Seitenwangen des Drehgeste11rahmens wirkende Gewicht des Wagenkastens bewirkt hier vorteilhaft eine Drehhemmung des Drehgestells gegenüber dem Wiegenquerträger und damit auch gegenüber dem Wagenkasten. Nachteilig bei dieser Ausführung ist jedoch neben der erschwerten Zugän- gigkeit und aufwendigen Montage des Drehgestells mit seinen Luftfedern und dem Gestänge zur Ansteuerung des Wiegenquerträgers an dem Wagenkasten die erforderliche zusätzliche Anordnung eines Zug-Druckelementes, das den Drehgeste11rahmen mit dem Wagenkasten verbindet. Nachteilig ist weiter die tiefe Anordnung der Gleitstücke im Bereich von Flugschnee und aufgewirbel¬ tem Schmutz, die die Wirkung der Drehhemmung nachteilig beeinflussen.
Die Aufgabe vorliegender Erfindung bestand darin, ein Drehgestell zu schaffen, das sich durch eine geringe Anzahl von Kontaktpunkten zum Wagenkasten auszeichnet, das die Möglichkeit einer redundanten und dennoch einfachen Anordnung von Drehhemmungen ermöglicht, das eine minimale Baubreite und niedriges Gewicht aufweist, das kleine Luftfederbälge zuläßt, das den Einbau von Zusatzluftbehältem für die Luftfedern unter dem Wiegenquerträger ermöglicht, Zusatzaggregate übersichtlich und an Stellen angeordnet hat, die tragende Bauteile von Biege- oder Torsions¬ spannungen freihalten und das einfach und zeitsparend unter dem Wagenka¬ sten montierbar oder austauschbar ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Drehgestell der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß jede Luftfeder direkt auf der Seiten¬ wange des Drehgeste11rahmens abgestützt ist, der Wiegenquerträger nahe seinen Querenden über seiner Lagerung auf der Luftfeder auf seiner Ober¬ seite Reibstücke zur Auflage des Wagenkastens trägt, der Wiegenquerträger gegenüber dem Drehgeste11rahmen lediglich vertikal und horizontal quer innerhalb eines definierten Weges beweglich ist und horizontal in Längs¬ richtung mit Spiel in Führungen des Drehgeste11rahmens geführt ist, der Wiegenquerträger mit dem Wagenkasten über einen lediglich Horizontalkräfte übertragenden Zapfen verbunden und mit dem Drehgeste11rahmen gegenüber dem Wagenkasten frei ausdrehbar ist.
Dadurch, daß jede Luftfeder direkt auf der Seitenwange des Drehgestell¬ rahmens abgestützt ist, wird der Drehgeste11rahmen vorteilhaft keinen zusätzlichen Biegemomenten, die bei wesentlich außermittigem Kraftangriff zur Seitenwange entstehen, ausgesetzt. Die Anordnung der Reibstücke auf dem Wiegenquerträger erfolgt etwa auf der gleichen Basis wie die Luftfe- derabstützung zum Drehgestellrahmen, so daß Biegebeanspruchungen des Wiegenquerträgers aus der Wagenkastenabstützung nur untergeordnet sind, wodurch eine gewichtssparende Ausbildung des Mittelteils des Wiegenquer¬ trägers ermöglicht wird. Dadurch, daß der Wiegenträger gegenüber dem Drehgestellrahmen lediglich vertikal und horizontal quer innerhalb eines definierten Weges beweglich ist, wird ein freies Ausdrehen des Drehge¬ stelles gegenüber dem Wagenkasten ermöglicht ohne seitliche Verformung der Luftfeder. Neben der Vermeidung von unzulässig großen Rückstellkräften aus der Luftfeder wird der Einbau von kleinvolumigen Luftfedern ermöglicht. Die Baubreite des Drehgestells wird vorteilhaft reduziert. Die Verbindung des Wiegenträgers mit dem Wagenkasten über einen lediglich Horizontal¬ kräfte übertragenden Zapfen ermöglicht neben dem erwähnten freien Ausdre¬ hen des Drehgestells gegenüber dem Wagenkasten eine leichte Montier- und Austauschbarkeit des Drehgestells unter dem Wagenkasten.
Der Wiegenquerträger ist in Drehgeste11ängsrichtung über Führungselemente nahe seinen Querenden in Führungen des Drehgestellrahmes in seinen Bewe¬ gungen horizontal begrenzt. Die elastische Führung des Wiegenquerträgers in Drehgestellängsrichtung gewährleistet die gewünschte Längsentkopplung des Drehgestellrahmens zum Wagenkasten. Dadurch wird die Anregung von Wagenkastendurchbiegungsschwingungen klein gehalten, wobei gleichzeitig das Schlingern des Drehgestells mit dem Wiegenquerträger gegenüber dem Wagenkasten über die steife Drehhemmung behindert ist. Der Wiegenquerträ¬ ger besteht aus einem Mittelteil mit je einem Wiegenquerträgerkopf an seinen Querenden, wobei die Anschlußelemente für Längsanschlag, Queran¬ schlag, Vertikalanschlag und Vertikaldämpfer des Wiegenträgers, sowie die Anschlußelemente für Wankstütze, Drehhemmung, Luftfedersteuerventil, Luft¬ feder und die Drehhemmungsgleitstücke des Drehgestells in die Wiegen- trägerköpfe integriert sind.
Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Wiegenquerträgers wird ge¬ währleistet, daß sämtliche äußeren Kräfte, die bei hohen Geschwindigkeiten auftreten, von den Wiegenträgerköpfen über dessen Führungen direkt in den Drehgestellrahmen übergeleitet werden, ohne das Mittelteil des Wiegenquer¬ trägers wesentlich auf Torsion oder Biegung zu beanspruchen.
Erfindungsgemäß ist beidseitig des Wiegenquerträgers je eine Drehhemmung angeordnet, wobei jede Drehhemmung aus einer parallel zum Wiegenquerträger angeordneten Torsionswelle besteht, die mit an ihren Längsenden fest angeordneten vertikalen Zapfen elastisch an den Wiegenquerträgerköpfen gelagert ist und über sphärisch an ihren Enden gelagerte Lenkerstangen ebenfalls sphärisch gelagert mit den Längsenden der Langträger des Dreh¬ geste11rahmens verbunden ist.
Durch diese doppelte Anordnung der Drehhemmung werden neben der Gewähr- leistung einer hohen LaufSicherheit auch bei Ausfall einer Drehhemmung die Längsentkopplung zwischen Drehgestell und Wagenkasten und sehr hohe Laufgeschwindigkeiten ermöglicht.
Erfindungsgemäß ist weiter beidseitig unterhalb des Wiegenquerträgers je ein Zusatzluftbehälter für jede Luftfeder angeordnet, jeder Zusatzluftbe¬ hälter mit einer kurzen und im Durchmesser großen Verbindungsleitung zu der jeweiligen Luftfeder versehen, wobei jeder Zusatzluftbehälter über eine Konsole am Wiegenquerträger befestigt ist. Durch die kurzen Verbin¬ dungsleitungen wird ein schnelles und gleichmäßiges Ansprechen der Luft- federn bei allen Belastungen erzielt. Durch die Anordnung der Zusatzluft¬ behälter am Wiegenquerträger werden diese sekundär abgefedert und vorteil¬ haft von hochfrequenten Beschleunigungen freigehalten.
Insgesamt wird durch die Erfindung ein gleisfreundliches Drehgestell unter Verwendung von Radsätzen mit Verschleißprofi1 geschaffen, das sich durch niedriges Gewicht, hohe Laufruhe, absolute LaufSicherheit, einfache Funktion, übersichtliche Anordnung der Zusatzkomponenten und niedrige Beanspruchung der Einzelbauteile sowie leichte Tauschbarkeit auszeichnet.
Durch die Anordnung der wesentlichen Funktionselemente an den Wiegenquer¬ trägerköpfen werden im mittleren Bereich des Drehgestells Freiräume zur Anordnung von Zusatzeinrichtungen geschaffen. Durch die geringe Breite des Drehgestells können die Ausdrehöffnungen der Wagenkastenaußenverkleidung vorteilhaft klein gehalten werden.
Einzelheiten der Erfindung sind anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung erläutert.
Es zeigen
Figur 1 die Seitenansicht eines Drehgestells gemäß der Erfindung, Figur 2 die Draufsicht auf das Drehgestell nach Figur 1,
Figur 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Figur 2, gedreht gezeich¬ net,
Figur 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Figur 2,
Figur 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Figur 2, Figur 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI der Figur 1.
Der etwa H-förmige Drehgeste11rahmen besteht im wesentlichen aus zwei Langträgern 1 und zwei Querträgern 2, die die Langträger 1 verbinden und mit diesen fest verschweißt sind. Die Langträger 1 sind in ihrer Längs- mitte nach unten verkröpft zur Aufnahme einer Luftfeder 3 etwa mittig auf ihren Obergurten. Ober- und Untergurte der Langträger 1 weisen keine Anschweißteile auf, die der Kraftübertragung dienen. Diese Maßnahme dient dem Leichtbau des Drehgeste11rahmens. Auf den Luftfedern 3 ist über Wiegenquerträgerköpfe 4a ein aus den Wiegenquerträgerköpfen 4a und einem Wiegenquerträger-Mittelteil 4b bestehender Wiegenquerträger 4 gelagert. Die Luftfeder 3 ist mit ihrem Unterteil auf den Langträgern 1 und mit ihrem Oberteil unter den Wiegenquerträgerköpfen 4a befestigt.
Die Radsätze 5 des Drehgestells sind über Federblattlenker 6 am Langträger 1 geführt und über Primärfedern 7 und Stoßdämpfer 8 am Langträger 1 federnd gelagert.
Das Wiegenquerträger-Mittelteil 4b ist kastenförmig ausgeführt, zu den Wiegenquerträgerköpfen hin verjüngt und mittig mit einer in Gummi gela- gerten Drehzapfenführung 9 für den Drehzapfen des Wagenkastens versehen. Die Wiegenquerträgerköpfe 4a sind zweckmäßigerweise aus Guß- oder Schmie¬ destücken oder in Mischbauweise aus Schmiede- und Schweißteilen herge¬ stellt und am Wiegenquerträger-Mittelteil 4b angeschweißt. Auf den Wie- genquerträgerköpfen 4a sind oberhalb der Luftfeder 3 Reibstücke 10 zur Aufnahme entsprechend ausgebildeter Gegenlager am Wagenkasten angeordnet. Über die Reibstücke 10 wird dabei die Vertikallast des Wagenkastens über die Wiegenquerträgerköpfe 4a und die Luftfedern 3 direkt in den Langträger 1 des Drehgeste11rahmens abgesetzt. Zusammenwirkend mit den Gegenlagern unter dem Wagenkasten dienen die Reibstücke 10 als Reib-Drehhemmung. Durch die direkte Lasteinleitung des Wagenkastens über die Reibstücke, Wiegen- querträgerköpfe 4a und Luftfeder 3 in die Langträger 1 des Drehgestell¬ rahmens wird eine Torsions- oder Biegebeanspruchung der Langträger 1 vermieden. Eine direkte Kontaktverbindung zwischen Wagenkasten und Dreh¬ gestell besteht lediglich über die Reibstücke 10 zur Aufnahme der Verti- kallast und die Drehzapfenführung 9 zur Aufnahme der horizontalen Füh- rungskräfte des Wagenkastens.
Der Wiegenquerträger 4 lagert auf dem Langträger 1 des Drehgeste11rahmens über die Luftfedern 3. Horizontal in Drehgeste11-Längsrichtung ist der Wiegenquerträger 4 über Gleitstücke 11 in Führungen 12 der Querträger 2 des Drehgeste11rahmens mit geringem Spiel geführt. Die Führungen 11 sind elastisch ausgeführt und an den Querträgem 2 des Drehgestellrahmens ange¬ ordnet. In horizontaler Querrichtung ist der Wiegenträger 4 auf den Luftfedern 3 mit erforderlichem Pendelspiel zwischen Gegenlagern 13, die an den Querträgern 2 des Drehgestellrahmens angeordnet sind, über an den Wiegenträgerköpfen 4a angeordneten Wiegenqueranschlägen 14 in seinem Querspiel begrenzt, geführt. Die Wiegenqueranschläge 14 sind elastisch mit progressiver Federkenn1inie ausgebildet.
Auf beiden Längsseiten ist an dem Wiegenquerträger 4 je eine Torsionswelle 15 zur Drehhemmung angeordnet. Jede Torsionswelle 15 lagert dabei über fest an ihren Längsenden vertikal nach unten weisend angeordneten Lager¬ zapfen 16 mit Abstand elastisch in Lageraugen 17 des Wiegenquerträger- kopfes 4a. An jedem Längsende jeder Torsionswelle 15 ist je eine Lenker¬ stange 18 sphärisch gelagert, die mit ihrem anderen Ende ebenfalls sphä- risch gelagert an dem jeweiligen Längsende des Langträgers 1 des Drehge- stellrahmens angebunden ist. Durch die als Drehhemmung wirkende Torsions¬ welle 15 ist ein Längsspiel zwischen Wiegenquerträger 4 und den Querträ¬ gern 2 des Drehgeste11rahmens und damit eine Längsentkopplung des Wiegen- querträgers 4 von dem Drehgestellrahmen gewährleistet. Bei Ausdrehung des Wiegenquerträgers 4 gegen den Drehgeste11rahmen wird diese Ausdrehuπg jedoch durch die Drehhemmung (Torsionswelle) behindert. Beim Ausdrehen des Drehgeste11rahmens gegenüber dem Wagenkasten bilden der Wiegenquerträger und der Drehgestellrahmen durch die Drehhemmung ein steifes Gebilde und behindern weitgehend ein Schlingern des Drehgestells. Durch die doppelte Anordnung der Drehhemmung beidseitig des Wiegenquerträgers wird eine große Steifigkeit gegen Ausdrehung, die bei hohen Geschwindigkeiten erforderlich ist und eine Erhöhung der Laufsicherheit gewährleistet.
Der Wiegenquerträger 4 ist weiter über je eine beidseitig desselben angeordnete Wankstütze (19 - 22) gegen Wanken des Wagenkastens gesichert. Die Wankstütze besteht dabei aus je einer Torsionswelle 19, die drehbar unter dem Querträger 2 des Drehgeste11rahmens gelagert ist. An jedem Ende jeder Torsionswelle 19 ist je ein Hebel 20 fest angeordnet, der an seinem freien Ende sphärisch ein Pendel 21 trägt, das mit seinem anderen Ende ebenfalls sphärisch an einem Lager 22 des Wiegenquerträgerkopfes 4a (4) gelagert ist. Bei ungleichmäßiger Einfederung der Luftfeder 3 wird die Torsionswelle 19 tordiert und damit ein Wanken des Wiegenquerträgers 4 behindert.
An den Wiegenträgerköpfen 4a ist weiter je ein Vertikaldämpfer 23 sphä- risch gelagert, der mit seinem anderen Ende am langträger 1 des Drehge- stellrahmens ebenfalls sphärisch gelagert ist. Jeder Wiegenquerträgerkopf weist zusätzlich Anschlüsse für LuftfederSteuerventil 24 auf. Wiegenquer- dämpfer 30, die sphärisch am Querträger 2 des Drehgestellrahmens bezie¬ hungsweise an dem Wiegenquerträger 4 gelagert sind, dämpfen zusätzlich Querbewegungen des Wiegenquerträgers. Obere und untere Vertikalanschlage (25 bzw. 26) begrenzen den Federweg des Wiegenquerträgers 4.
Der untere Vertikalanschlag 26 ist ein Gummifederelement und dient auch als sekundäre Notfeder bei Druckausfall in der Luftfeder, indem sich die Last aus dem Wagenkasten nur nach hier vollständig absetzt.
Beidseitig unterhalb des Wiegenquerträgers (4) ist an diesem je ein Zusatzluftbehälter (27) für jede Luftfeder (3) angeordnet, wobei jeder Zusatzluftbehälter (27) mit einer kurzen und im Durchmesser großen Verbin¬ dungsleitung (28) zu der jeweiligen Luftfeder (3) versehen ist. Hierbei ist jeder Zusatzluftbehälter (27) über eine Konsole (29) am Wiegenquerträ¬ ger (4) befestigt, so daß die Zusatzluftbehälter (27) und der Wiegenquer¬ träger (4) sekundär abgefedert sind und hochfrequente Beschleunigungen der Zusatzluftbehälter vermieden werden.

Claims

Patentansprüche
1. Drehgestell für schnellauffähige Schienenfahrzeuge mit einem H- förmigen Drehgeste11rahmen, den Drehgeste11rahmen gegenüber den Achsen abfedernden Primärfedern und einem gegenüber dem Drehgeste11rahmen verti¬ kal und horizontal quer beweglichen, den Wagenkasten des Schienenfahr- zeuges aufnehmenden Wiegenquerträger, der gegenüber dem Drehgeste11rahmen über pneumatische Sekundärfedern (Luftfedern) abgefedert und mit einer Drehhemmung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß
jede Luftfeder (3) direkt auf dem Langträger (1) des Drehgestell- rahmens abgestützt ist,
der Wiegenquerträger (4) nahe seinen Querenden über seiner Lagerung auf der Luftfeder (3) auf seiner Oberseite Reibstücke (10) zur Auflage des Wagenkastens trägt,
der Wiegenquerträger (4) gegenüber dem Drehgeste11rahmen lediglich vertikal und horizontal quer innerhalb eines definierten Weges beweglich ist und horizontal in Längsrichtung durch kippende Torsionswellen (15) mit Spiel über Gleitstücke (11) in Führungen (12) der Querträger (2) des Drehgestellrahmens geführt ist,
der Wiegenquerträger (4) mit dem Wagenkasten über einen lediglich Horizontalkräfte übertragenden Drehzapfen (9) verbunden ist und mit dem Drehgeste11rahmen gegenüber dem Wagenkasten geometrisch frei ausdrehbar ist.
2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiegen¬ querträger (4) in Drehgestellängsrichtung über die Gleitstücke (11) nahe seinen Querenden in den Führungen (12) des Drehgeste11rahmens geführt ist, wobei die Führungen (12) begrenzt elastisch ausgebildet sind.
3. Drehgestell nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiegenquerträger (4) aus einem Mittelteil (4b) mit je einem Wiegen- querträgerkopf (4a) an seinen Querenden besteht, wobei die Anschlußele¬ mente für Längsanschlag (Gleitstück 11), Wiegenqueranschlag (14), oberer und unterer Vertikalanschlag (25 und 26) und Vertikaldämpfer (23) des Wiegenquerträgers (4), sowie die Anschlußelemente für Wankstütze (Pendel 21), Drehhemmung (Lagerzapfen 16), Luftfedersteuerventil (24), Luftfeder (3) und die Drehhemmungsreibstücke (10) des Drehgestells in die Wiegen¬ querträgerköpfe (4a) integriert sind.
4. Drehgestell nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Wiegenquerträgers (4) je eine Drehhemmung (15 bis 18) angeordnet ist, jede Drehhemmung aus einer parallel zum Wiegenquerträger (4) angeordneten Torsionswelle (15) besteht, die mit an ihren Längsenden fest angeordneten vertikalen Lagerzapfen (16) elastisch an den Wiegenquer¬ trägerköpfen (4a) gelagert ist und über sphärisch an ihren Enden gelager¬ ten LenkerStangen (18) ebenfalls sphärisch gelagert mit den Längsenden der Langträger (1) des Drehgeste11rahmens verbunden ist.
5. Drehgestell nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig unterhalb des Wiegenquerträgers (4) je ein Zusatzluftbehälter (27) für jede Luftfeder angeordnet ist, jeder Zusatzluftbehälter mit einer kurzen und im Durchmesser großen Verbindungsleitung (28) zu der jeweiligen Luftfeder (3) versehen ist, wobei jeder Zusatzluftbehälter (2/9 über eine Konsole (29) am Wiegenquerträger (4) befestigt ist.
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