EP0567445B1 - Fahrwerk für Schienenfahrzeuge, insbesondere Niederflurwagen - Google Patents

Fahrwerk für Schienenfahrzeuge, insbesondere Niederflurwagen Download PDF

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EP0567445B1
EP0567445B1 EP93890054A EP93890054A EP0567445B1 EP 0567445 B1 EP0567445 B1 EP 0567445B1 EP 93890054 A EP93890054 A EP 93890054A EP 93890054 A EP93890054 A EP 93890054A EP 0567445 B1 EP0567445 B1 EP 0567445B1
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EP
European Patent Office
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wheel
flange
chassis according
motor
spring
Prior art date
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EP93890054A
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English (en)
French (fr)
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EP0567445A1 (de
Inventor
Leopold Lenk
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.)
Siemens AG Oesterreich
Original Assignee
SGP Verkehrstechnik GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/52—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with transmission shafts at an angle to the driving axles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D13/00—Tramway vehicles
    • 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
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/16—Types of bogies with a separate axle for each wheel

Definitions

  • the invention relates to a chassis for rail vehicles according to the preamble of claim 1.
  • Hiebei is particularly intended for low-floor, street and local railways of any gauge, in which the chassis, preferably a single-wheel chassis, is arranged at an articulated connection point between the ends of two adjacent carriages and is provided with its own drive, the chassis being expediently a portal chassis, in which transversely to the direction of travel opposite wheels are connected by a portal, portal scaffolding or the like, which forms part of the passage between successive cars.
  • the chassis preferably a single-wheel chassis
  • EP-A-0 443 309 shows a single wheel undercarriage for a rail vehicle with an engine and a transmission, the engine being arranged above the transmission.
  • EP-A-0 413 337 is concerned with the reduction of shocks, in particular shock maxima, which are transmitted from the wheel to the rotor of the motor. To solve the above problem, it is proposed to create a single running gear, an elastic ring permitting relative movement being provided between the motor and the wheel.
  • EP-A10457 106 shows an independent wheel undercarriage for rail vehicles, in which a shaft coupling which permits relative movement between the motor and the transmission is probably provided. With this drive, a relative movement between the gear and the wheel cannot take place, so that the wheel or the wheel shaft transmits height movements to the gear and thereby impairs driving comfort.
  • the object of the invention is to provide measures by which a flexible connection between the wheel and drive block is achieved, which enables relative movements and by which the transmission of height movements to the transmission is avoided, the movement of the drive block being absorbed and prevented goes on the bike. This is to separate the mass of the engine and transmission from the wheel, which should make the unsprung masses relatively small.
  • the springs used here have the advantage of cushioning the motor-gearbox combination based on weight, independent of all other existing spring systems, in order to achieve optimal cushioning for the motor-gearbox system.
  • the movement of the drive block is therefore absorbed by the springs and the elastic coupling prevents this movement from going into the wheel.
  • the bumps of the wheel are absorbed by the elastic coupling and the suspension.
  • the system according to the invention thus serves to separate the mass of the motor-transmission from the wheel, that is to say to keep the unsprung masses relatively small.
  • the measure according to claim 2 serves to prevent superposition of vibrations of the supporting spring to a primary spring.
  • the measure according to claim 3 is used to adjust the entire system.
  • the measure according to claim 4 serves to isolate the vibrations of the drive on the chassis.
  • the measure according to claim 5 is used for fine adjustment.
  • the measure according to claim 6 serves to limit the spring travel.
  • the measure according to claim 7 is used to achieve a compact design.
  • the measure according to claim 9 supports the spring movement.
  • the 7 with a driven wheel is designated, which is mounted in a wheel housing 1 formed as a steel part on a semi-axis 2 via tapered roller bearings 3, 4.
  • a portal not shown, which is the subject of the Austrian patent (A 420/90) via pins and primary springs.
  • the semiaxis 2 is flanged to the wheel housing 1 by means of screws 8 and provided at its end with a threaded part 9, on which a nut 5 is screwed, which fixes the wheel 7 to the semiaxis 2 with a preload via the tapered roller bearings 3, 4.
  • the wheel 7 consists of a wheel body with rubber-sprung wheel tires.
  • a drive group B which consists of a motor 10, e.g. can be an electric motor or a hydraulic motor, and there is a transmission 11.
  • the drive block B is drivingly connected to the wheel 7 by a clutch 6, which is designed as an articulated or elastic system which allows the drive block B to move in the direction of the double arrow A.
  • This clutch 6 prevents the wheel housing 1, which is designed as a steel part, from transmitting hard impacts to the transmission 11 or the drive block B when the acceleration is very rapid.
  • the motor 10 and the gear 11 are connected via a flange 15, etc. in the form that the motor 10 comes to rest above the gear 11 and below the flange, so that the motor 10 is arranged vertically above the gear 11 and is connected to the gear by a vertical drive shaft.
  • the flange 15 is held by two springs 20, 20 'opposite one another transversely to the direction of travel, which are supported at their lower end on the bottom of an essentially C-shaped bearing block 21 or 21', which is designed as a welded construction and by means of screws 22, 22 'is attached to the wheel arch 1 or steel part.
  • a vertical bolt 24 is held in each of the two bearing blocks 21 and 21 'by means of screws 23, 23'.
  • a sleeve 28 is guided on the bolt 24 via elastic end bearings 25, 25 '.
  • the sleeve 28 is provided with an external thread, on each of which a shaft nut 27 or 27 'is screwed on both sides of the flange 5, which shaft nuts 27, 27' serve to adjust the height of the flange 15.
  • the springs 20, 20 ' are supported on their from a spring ring 26, which is clamped between flange 15 or shaft nut 27 'and spring 20 or 20' and is movable along the sleeve 28 in the direction of the double arrow A.
  • the system described which is located in the bearing block 21 or 21 ', enables height adjustment in the direction of the double arrow A within the scope of the spring travel.
  • the rubber rings 31, 31 ' serve as end stops to limit this movement.
  • the ground connection of the motor 10 with the rail is advantageously made in that the current bridge between the motor 10 and the rail is closed via the earth cable connection 50 on the housing of the transmission, a conventional grounding socket 40 with grounding contact brushes 45, the drive shaft 12 and the wheel 7.
  • This avoids the usual grounding brushes acting directly on the wheel, which can exert different influences on the opposite wheels over the course of their service life. Rather, the already existing connection between the drive shaft 12 and the wheel 7 is used to close the current bridge and to avoid faulty lines.
  • the rigid part of the grounding brushes is mounted with the cover for the mounting of the drive shaft 12 and the rotating part directly on this shaft 12.
  • the shaft 12 conducts the current a short distance from the grounding contact brushes 45 until a connection to a flexible grounding rope 41 which rotates with the shaft 12 is reached.
  • This grounding cable 41 establishes the conductive connection between the shaft 12 and the wheel 7 in that it is connected to the cover 42 of the wheel bearing.
  • the grounding variant described has the advantage that it can be removed quickly and easily, as a result of which the internal components are easily and quickly accessible.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk für Schienenfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Hiebei ist insbesondere an Niederflur-, Straßen- und Nahverkehrsbahnen beliebiger Spurweite gedacht, bei welchen das Fahrwerk, vorzugsweise ein Einzelradfahrwerk, an einer gelenkigen Verbindungsstelle der Enden zweier benachbarter Wagen angeordnet und mit einem eigenen Antrieb versehen ist, wobei das Fahrwerk zweckmäßig ein Portalfahrwerk ist, bei welchem quer zur Fahrtrichtung einander gegenüberliegende Räder durch ein Portal, Portalgerüst od. dgl. verbunden sind, welches einen Teil des Durchganges zwischen aufeinanderfolgenden Wagen bildet.
  • Die EP-A-0 443 309 zeigt ein Einzelradfahrwerk für ein Schienenfahrzeug mit einem Motor und einem Getriebe, wobei der Motor oberhalb des Getriebes angeordnet ist.
  • Die EP-A-0 413 337 befaßt sich mit der Reduzierung von den Stößen, insbesondere Stoßmaxima, die vom Rad auf den Rotor des Motors weitergegeben werden. Zur Lösung des genannten Problems wird dort vorgeschlagen, ein Einzelfahrwerk zu schaffen, wobei zwischen Motor und Rad ein eine Relativbewegung zulassender elastischer Ring vorgesehen ist.
  • Die EP-A10457 106 zeigt ein Einzelradfahrwerk für Schienenfahrzeuge, bei welchem wohl eine eine Relativbewegung zwischen Motor und Getriebe zulassende Wellenkupplung vorgesehen ist. Bei diesem Antrieb kann eine Relativbewegung zwischen Getriebe und Rad nicht erfolgen, sodaß das Rad bzw. die Radwelle Höhenbewegungen auf das Getriebe überträgt und dadurch den Fahrkomfort beeinträchtigt.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von Maßnahmen, durch welche eine nachgiebige Verbindung zwischen Rad und Antriebsblock erzielt wird, die Relativbewegungen ermöglicht und durch welche die Übertragung von Höhenbewegungen auf das Getriebe vermieden wird, wobei auch die Bewegung des Antriebsblocks aufgenommen und verhindert wird, daß sie ins Rad geht. Damit soll die Masse Motor-Getriebe vom Rad getrennt werden, wodurch die ungefederten Massen relativ kleiner werden sollen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Maßnahme nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Die dabei verwendeten Federn haben den Vorteil, unabhängig von allen anderen vorhandenen Federsystemen die Motor-Getriebe-Kombination gewichtsbezogen abzufedern, um eine optimale Abfederung für das System Motor-Getriebe zu erzielen.
  • Erfindungsgemäß wird daher die Bewegung des Antriebsblockes durch die Federn aufgenommen und die elastische Kupplung verhindert, daß diese Bewegung ins Rad geht. In der umgekehrten Richtung werden die Stöße des Rades durch die elastische Kupplung und die Federung abgefangen.
  • Das erfindungsgemäße System dient somit dazu, die Masse Motor-Getriebe vom Rad zu trennen, das heißt, die ungefederten Massen relativ klein zu halten.
  • Die Maßnahme nach Anspruch 2 dient zur Verhinderung einer Überlagerung von Schwingungen der abstützenden Feder zu einer Primärfeder.
  • Die Maßnahme nach Anspruch 3 dient zur Justierung des gesamten Systems.
  • Die Maßnahme nach Anspruch 4 dient zur Abschottung der Schwingungen des Antriebes auf das Fahrwerk.
  • Die Maßnahme nach Anspruch 5 dient zur Feinjustierung.
  • Die Maßnahme nach Anspruch 6 dient zur Begrenzung des Federweges.
  • Die Maßnahme nach Anspruch 7 dient zur Erzielung einer kompakten Bauweise.
  • Um für die Demontage des Getriebeblockes den Weg frei zu geben, dient die Maßnahme nach Anspruch 8.
  • Die Maßnahme nach Anspruch 9 unterstützt die Federbewegung.
  • Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert, in welchen
    • Fig. 1
    eine Stirnansicht bzw. einen axialen Längsschnitt durch ein Rad mit Getriebe und Motor und
    Fig. 2
    eine Seitenansicht der Konstruktion nach Fig. 1 zeigen.
  • Mit 7 ist ein angetriebenes Rad bezeichnet, welches in einem als Stahlteil ausgebildeten Radkasten 1 aufeiner Halbachse 2 über Kegelrollenlager 3,4 gelagert ist. Am Radkasten 1 sitzt über Zapfen und Primärfedern ein nicht dargestelltes Portal, welches Gegenstand des österreichischen Patentes            (A 420/90) ist. Die Halbachse 2 ist mittels Schrauben 8 am Radkasten 1 angeflanscht und an ihrem Ende mit einem Gewindeteil 9 versehen, auf welchem eine Mutter 5 aufgeschraubt ist, welche das Rad 7 über die Kegelrollenlager 3,4 auf der Halbachse 2 mit einer Vorspannung fixiert. Das Rad 7 besteht aus einem Radkörper mit gummigefederten Radreifen.
  • Zum Antrieb des Rades 7 dient eine Antriebsgruppe B, welche aus einem Motor 10, der z.B. ein Elektromotor oder ein hydraulischer Motor sein kann, und einem Getriebe 11 besteht.
  • Der Antriebsblock B ist mit dem Rad 7 durch eine Kupplung 6 antriebsweise verbunden, welche als gelenkiges bzw. elastisches System ausgebildet ist, das eine Bewegung des Antriebsblockes B in der Richtung des Doppelpfeiles A erlaubt. Diese Kupplung 6 verhindert, daß bei sehr rascher Beschleunigung der als Stahlteil ausgebildete Radkasten 1 harte Stöße auf das Getriebe 11 bzw. den Antriebsblock B überträgt.
  • Der Motor 10 und das Getriebe 11 sind über einen Flansch 15 verbunden, u.zw. in der Form, daß der Motor 10 oberhalb und das Getriebe 11 unterhalb des Flansches zu liegen kommt, sodaß der Motor 10 lotrecht über dem Getriebe 11 angeordnet ist und mit dem Getriebe durch eine lotrechte Antriebswelle antriebsweise verbunden ist.
  • Der Flansch 15 ist durch zwei quer zur Fahrtrichtung einander gegenüberliegende Federn 20,20' gehalten, die an ihrem unteren Ende am Boden eines im wesentlichen C-förmigen Lagerblockes 21 bzw.21' abgestützt sind, welcher als Schweißkonstruktion ausgebildet ist und über Schrauben 22,22' am Radkasten 1 bzw. Stahlteil befestigt ist.
  • In jedem der beiden Lagerblöcke 21 bzw. 21' ist ein lotrechter Bolzen 24 mittels Schrauben 23,23' gehalten. Am Bolzen 24 ist eine Hülse 28 über endseitige elastische Lagerungen 25,25' geführt. An beiden Enden der Hülse 28 befinden sich im Querschnitt I-förmige Ringe 29,30, in denen als progressiv wirkende elastische Anschläge dienende Gummiringe 31,31' eingespannt sind.
  • Die Hülse 28 ist mit einem Außengewinde versehen, auf welchem zu beiden Seiten des Flansches 5 je eine Wellenmutter 27 bzw. 27' aufgeschraubt ist, welche Wellenmuttern 27,27' zur Höheneinstellung des Flansches 15 dienen. Die Federn 20, 20' stützen sich an ihrem oberen Ende an einem Federring 26 ab, welcher zwischen Flansch 15 bzw. Wellenmutter 27' und Feder 20 bzw. 20' eingespannt und entlang der Hülse 28 in Richtung des Doppelpfeiles A beweglich ist. Das beschriebene System, welches sich im Lagerblock 21 bzw. 21' befindet, ermöglicht eine Höhenverstellbarkeit in Richtung des Doppelpfeiles A im Rahmen des Federweges. Hiebei dienen die Gummiringe 31,31' als Endanschläge zur Begrenzung dieser Bewegung.
  • Der Masseschluß des Motors 10 mit der Schiene wird vorteilhalterweise dadurch hergestellt, daß die Strombrücke zwischen Motor 10 und Schiene über den Erdkabelanschluß 50 am Gehäuse des Getriebes, eine herkömmliche Erdungsbuchse 40 mit Erdungskontaktbürsten 45, die Antriebswelle 12 und das Rad 7 geschlossen ist. Damit können die üblichen direkt auf das Rad einwirkenden Erdungsbürsten vermieden werden, die im Laufe ihrer Betriebsdauer unterschiedliche Einflüsse auf die einander gegenüberliegenden Räder ausüben können. Vielmehr wird die bereits vorhandene Verbindung zwischen der Antriebswelle 12 und dem Rad 7 genützt, um die Strombrücke zu schließen und Fehlleitungen zu vermeiden. Der starre Teil der Erdungsbürsten ist mit dem Deckel für die Lagerung der Antriebswelle 12 und der rotierende Teil direkt auf dieser Welle 12 montiert. Von den Erdungskontaktbürsten 45 leitet die Welle 12 den Strom ein kurzes Stück bis eine Verbindung mit einem flexiblen, sich mit der Welle 12 mitdrehenden Erdungsseil 41 erreicht ist. Dieses Erdungsseil 41 stellt die leitende Verbindung zwischen der Welle 12 und dem Rad 7 dadurch her, daß es mit dem Deckel 42 der Radlagerung verbunden ist. Dies hat den Vorteil, daß die durch die Kupplung 6 gestattete Bewegung des Antriebsblockes B in der Richtung des Doppelpfeiles A durch die leitende Verbindung nicht gestört oder verhindert wird und damit die Übertragung harter Stöße auf das Getriebe 11 bzw. den Antriebsblock B verhindert werden kann.
  • Dies kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn das Erdungsseil 41 in einer zentralen, dem Rad 7 zugewandten Ausnehmung 13 der Antriebswelle 12 angeordnet ist und zwischen dem Deckel 41 und den Rändern der Ausnehmung 13 ein Spiel vorgesehen ist. Insbesondere sind dadurch Relativbewegungen zwischen Rad 7 und Antriebswelle 12 in Richtung der Hochachse möglich.
  • Auch beim Zerlegen des erfindungsgemäßen Fahrwerkes zu Wartungs- oder Reparaturzwecken hat die beschriebene Erdungsvariante den Vorteil, daß sie einfach und rasch lösbar ist, wodurch die innenliegenden Bauteile leicht und schnell zugänglich sind.

Claims (9)

  1. Einzelradfahrwerk für ein Schienenfahrzeug, insbesondere einen Niederflurwagen, bestehend aus einem Antriebsblock mit einem Motor (10) und einem Getriebe (11), wobei der Motor oberhalb des Getriebes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Antriebsblock (B) und Rad (7) eine eine Relativbewegung zwischen Antriebsblock (B) und Rad (7) zulassende Kupplung (6) vorgesehen ist, wobei der Motor (10) und das Getriebe (11) von oben oder unten auf einem Flansch (15) montiert sind, welcher sich auf Federn (20 bzw. 20') abstützt.
  2. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Flansch (15) abstützenden Federn (20 bzw. 20') am Boden eines Lagerblockes (21 bzw. 21') abgestützt sind, welcher an einem Radkasten (1) bzw. einem Stahlteil befestigt ist.
  3. Fahrwerk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Feder (20) zur Abstützung des Flansches (15) aufnehmenden Lagerblock (21 bzw. 21') ein von der Feder (20 bzw. 20') umschlossener Bolzen (24) montiert ist, auf welchem eine Hülse (28) über elastische Lagerungen (25 bzw. 25') höhenverstellbar gelagert ist.
  4. Fahrwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am Bolzen (24) höhenverstellbar gelagerte Hülse (28) zwischen Ringen (29, 30) angeordnet ist, in welchen Gummiringe (30, 31') eingespannt sind, die als Endanschlag für die Höhenbewegung des Flansches (15) im Rahmen des Federweges der Federn (20 bzw. 20') dienen.
  5. Fahrwerk nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnt, daß die am Bolzen (24) höhenverstellbar gelagerte Hülse (28) mit einem Außengewinde versehen ist, auf welchem oberhalb und unterhalb des Flansches (15) mindestens je eine Wellenmutter (27, 27') zur Höheneinstellung des Flansches (15) aufgeschraubt ist.
  6. Fahrwerk nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Flansch (15) abstützende Feder (20 bzw. 20') an ihrem oberen Ende an einem auf der Hülse (28) höhenverstellbaren Federring (26) abgestützt ist, welcher zwischen Flansch (15) bzw. unterer Wellenmutter (27') und Feder (20) eingespannt ist.
  7. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombrücke zwischen Motor (10) und Schiene über den Erdkabelanschluß (50) des Getriebes, eine herkömmliche Erdungsbuchse (40) mit Erdungskontaktbürsten (45), die Antriebswelle (12) und das Rad (7) geschlossen ist.
  8. Fahrwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Verbindung zwischen Antriebswelle (12) und Rad (7) durch ein flexibles mitdrehendes Erdungsseil (41) gegeben ist, das mit dem Deckel (42) der Radlagerung verbunden ist.
  9. Fahrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdungsseil (41) in einer zentralen, dem Rad (7) zugewandten Ausnehmung (13) der Antriebswelle (12) angeordnet ist und zwischen dem Deckel (42) und den Rändern der Ausnehmung (13) ein Spiel vorgesehen ist.
EP93890054A 1992-04-22 1993-03-25 Fahrwerk für Schienenfahrzeuge, insbesondere Niederflurwagen Expired - Lifetime EP0567445B1 (de)

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AT82492 1992-04-22
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