EP0601677A1 - Doppelachslaufwerk - Google Patents

Abstract

Doppelachslaufwerk bzw. Verbindung von zwei Doppelachslaufwerken, die im kurzen Kraftfluß der senkrechten Belastung Bauhöhe und Masse einsparen, bei Fahrt im engen Gleisbogen den notwendigen Ausdrehwinkel bei einem zulässigen Ausdrehwiderstand und Querspiel optimaler als eine Schakenaufhängung gewährleisten. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Blattfeder (10) an ihren Enden an den Wagenstielen seitlich neben den Seitenwangen (3) angelenkt werden. Auf dem Federbund (11) der Blattfeder (10) stützt sich ein Stützpendel (14) ab, das in Fahrzeuglängsrichtung mit dem erforderlichen Widerstand ohne Rückstellkraft abrollt und damit die notwendige Ausdreh-Hemmung erzeugt. In Querrichtung wird die beim Querspiel erforderliche Rückstellkraft und Querhemmung durch die Gestaltung des balligen Abrollsegmentes des Stützpendels (14) erzeugt. Bei der Verbindung von zwei Doppelachslaufwerken erfolgt die Lenkung durch einen Beugniothebel. Beide Laufwerke sind mit einer Querkupplung verbunden. Die Erfindung ist vorzugsweise für Niederflurwagen (1) mit durchgehender Flurhöhe und kleinen Rädern geeignet. <IMAGE>

Description

• Die Erfindung betrifft ein Doppelachslaufwerk bzw. die Verbindung von zwei Doppelachslaufwerken zu einer Laufwerksgruppe, vorzugsweise für Niederflurwagen mit durchgehender Flurhöhe und kleinen Rädern.
• Es sind 2-achsige Laufwerke mit kleinen Rädern bekannt, die über eine mittige Drehpfanne, die auf einem Querträger befestigt ist, die beiden seitlich längsliegenden Blattfedern belasten. Diese Blattfedern sind mittels Schaken an den Seitenwangen aufgehängt. Die DE-AS 1530146 beschreibt ein solches Laufwerk. Nachteilig ist bei dieser Bauweise der Kraftfluß der senkrechten Belastung. Von den neben dem Niederflurboden befindlichen Langträgern muß die Last im Fahrzeug zur Mitte über das Laufwerk geleite werden und von hier über eine Drehpfanne im Laufwerk wieder auf die seitlich angeordneten Federn. Dieses erfordert sowohl Bauhöhe als auch Masse.
• Eine günstigere Lösung beschreibt die DE-AS 3839994. Hier befinden sich die seitlichen Blattfedern des Doppelachslaufwerkes auf seitlichen Konsolen, die an den Seitenwangen angeschlossen sind. Dadurch werden ein kurzer Kraftfluß erzielt und Bauhöhe sowohl als auch Masse eingespart. Nachteilig ist bei dieser Lösung, daß infolge des zur Verfügung stehenden Bauraumes die Federschaken nicht mit der nötigen Länge ausgeführt werden können und sich daher bei Bogenfahrten ein großer Ausdrehwiderstand und eine große Rückstellkraft einstellen, die an der Grenze der Entgleisungssicherheit liegen. Dies wird durch den Umstand verstärkt, daß Doppelachslaufwerke im gleichen Gleisbogen einen größeren Ausdrehwinkel ergeben als eine frei Lenkachse.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Doppelachslaufwerk bzw. die Verbindung von zwei solchen Doppelachslaufwerken zu schaffen, die im kurzen Kraftfluß der senkrechten Belastung Bauhöhe und Masse einsparen, bei Fahrt im engen Gleisbogen den notwendigen Ausdrehwinkel bei einem zulässigen Ausdrehwiderstand und Querspiel optimaler als eine Schakenaufhängung gewährleisten. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem neuartigen Doppelachslaufwerk dadurch gelöst, daß die Blattfeder an ihren Enden an den Wangenstielen seitlich neben den Seitenwangen angelenkt werden. Auf dem Federbund der Blattfeder stützt sich ein Stützpendel ab, das in Fahrzeuglängsrichtung mit dem erforderlichen Widerstand ohne Rückstellkraft abrollt und hierdurch die notwendige Ausdreh-Hemmung erzeugt. In Querrichtung wird die beim Querspiel erforderliche Rückstellkraft und Querhemmung durch die Gestaltung des balligen Abrollsegmentes des Stützpendels infolge unterschiedlicher Radien erzeugt.
• Bei der Verbindung von zwei derartigen Doppelachslaufwerken zu einer Laufwerkgruppe erfolgt die Längs- und Queranlenkung durch einen Beugniothebel am Fahrzeug. Die senkrechten Kräfte werden auf jeder Seite durch Ausgleichshebel auf die hintereinanderliegenden Widerlager der Stützpendel gleichmäßig verteilt. Zur Gewährleistung der Radialeinstellung beider verbundener Doppelachslaufwerke bei Bogenfahrt und eines ruhigen Fahrzeuglaufes ist eine Querkupplung beider benachbarter Laufwerksrahmen vorhanden.
• Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand von Zeichnungen erläutert.
• Es zeigen:

Fig.1

Die Seitenansicht eines Doppelachslaufwerkes unter einemteilweise dargestellten Niederflurwagen.

Fig.2

Die Draufsicht auf ein Doppelachslaufwerk

Fig.3

Den Schnitt nach Linie I - I der Fig.2 in vergrößerter Darstellung

Fig.4

Einen Schnitt nach Linie II - II der Fig.2 in vergrößerter Darstellung

Fig.5

Eine weitere Ausführung eines Teils des Schnittes nach Linie II - II der Fig.2 in vergrößerter Darstellung

Fig 6

Einen Schnitt nach Linie III - III der Fig.2

Fig.7

Die Seitenansicht einer Verbindung von zwei Doppelachslaufwerken

Fig.8

Die Draufsicht einer Verbindung von zwei Doppelachslaufwerken mit zwei Ausbrüchen "A" zur Darstellung der Anlenkung der Koppelstange

Fig.9

Einen Schnitt nach Linie IV - IV der Fig.8

Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele des Doppelachslaufwerkes und seiner zugehörigen Verbindungselemente sind unter einem Niederflurwagen 1, der nur zu einem kleinen Stück dargestellt ist, angeordnet. Der verwindbare Laufwerksrahmen 2 besteht aus zwei T-förmigen Teilen, die wiederum aus der Seitenwange 3 und dem damit fest verbundenen Wangenstiel 4 bestehen; jeweils ein kardanisches Lager 5 verbindet die beiden T-förmigen Teile und ermöglicht die Verwindbarkeit. In den Seitenwangen 3 sind die Achslager 6 mittel elastischer Polster 7 eingespannt, welche die Radsätze 8, die mit kleinen Rädern versehen sind, tragen. An allen vier Enden der Wangenstiele 4 befinden sich Federkonsolen 9, an denen die Blattfedern 10 angelenkt sind. Die Blattfedern 10 tragen auf ihrem Federbund 11 eine Haube 12 mit kugelförmigen Kopf. Nach erfolgter Umrißberichtigung der Laufflächen der Radsätze 8 läßt sich zum Ausgleichen des Höhenverlustes zwischen Federbund 11 und Haube 12 eine Beilage 13 einfügen. Die Haube 12 und das Stützpendel 14 besitzen einen gemeinsamen Kugelradius 15 auf dem letzteres schwenk- und kippbar gelagert ist. Das Stützpendel 14 hat oben ein Abrollsegment 16, dessen Rollradius 17 mit dem Kugelradius 15 einen gemeinsamen Mittelpunkt besitzt. Hierdurch entsteht ein rückstellfreies Ausdrehen bei Einfahrt in einen Gleisbogen. Die durch Reibung auf der Kugelfläche erzeugte Drehhemmung ist abhängig von der darauf ruhenden Last, wobei durch Variation beider Radien (Kugelradius 15 und Rollradius 17) ist die Drehhemmung weitgehend veränderlich. Zur Erzeugung einer rückstellbehafteten, pendelartigen Querbewegung besitzt das Abrollsegment 16 mit dem Rollradius 17 eine ballige Kontur mit dem Kippradius 18. Dieser Kippradius 18 ist größer als der Rollradius 17. Das Verhältnis beider Radien bestimmt die Rückstellkraft. Die infolge lastabhängiger Reibung der kugelförmigen Auflagefläche entstehende Querhemmung ist im Verhältnis der Radien geringer. Zur Erzielung einer exakten Mittellage lassen sich die Mittelpunkte der Kippradien 18 um einen geringen Abstend 19 voneinander trennen, so daß oben eine ebene Rollspannbreite mit dem Rollradius 17 entsteht, an dem sich der Kippradius 18 anschließt. Durch diese Maßnahme entsteht eine Quercharakteristik, die, bevor eine Bewegung eintritt, einen Kraftanstieg bewirkt, der bei entsprechender Breite des Abstandes 19 über dem Betrag der Querhemmung liegt. Das Abrollsegment 16 stützt über ein ebenes Widerlager 20 mit einem umlaufenden Rand den Niederflurwagen 1 auf beiden Seiten ab. In Längsrichtung wird das Doppelachslaufwerk über einen Drehzapfen 21, der in der Mitte des Laufwerkes unter dem Niederfluhrwagen 1 befestigt ist, einer Lenkerstange 22, die an beiden Enden kardanische Lager 23 trägt, an den Wagenstiel 4 angelenkt.
• In Querrichtung wird der seitliche Ausschlag des Doppelachslaufwerkes durch elastische Queranschläge 24, die an Konsolen 25 des Niederflurwagen 1 befestigt sind und sich im gewünschten Abstand von Anschlagkonsolen 26 des Laufwerkes befinden, begrenzt.
• Die Verbindung von zwei Doppelachslaufwerken zu einer vierachsigen Laufwerksgruppe erfordert neben nachfolgend beschriebenen Verbindungselementen auch einzelne Modifikationen des Einzel-Doppelachslaufwerkes. So erfolgt die Längs- und Queranlenkung der Laufwerksgruppe durch einen Beugniothebel 27. Dieser ist dreh- und querverschiebbar auf einen beidseitig abgeflachten Drehzapfen 28 unter Zwischenschaltung einer Schlitzbuchse 29 gelagert. Die gewünschte Querverschiebung des Beugniothebels 27 wird in der Ebene der Querachse des abgeflachten Drehzapfen 28 durch elastische Queranschläge, die an Konsole 25 des Niederflurwagens 1 befestigt sind, begrenzt. Die beiden Doppelachslaufwerke sind längs und quer mittels Dreiecklenker 30 an deren Spitze über ein kardanisches Lager 23 mit dem Beugniothebel 27 verbunden und an deren Basis über zwei dehbare Lager 31, die an den äußeren Wagenstielen 4 befestigt sind, angelenkt. Die senkrechte Kraftübertragung erfolgt vom Niederflurwagen 1 auf beiden Seiten über einen in der Mitte gelagerten Ausgleichshebel 32, der an seinen Enden die ebenen Widerlager 20 trägt. Diese stützen sich auf die Stützpendel 14.
• Die Abrollsegmente 16 und die ebenen Widerlager 20 müssen entsprechend der größeren Laufwerksausschläge, die aus einem größern Drehzapfenabstand und einem größeren Endachsabstand der Laufwerksgruppe resultieren, ensprechend großflächiger ausgeführt werden. Zur Erzielung eines ruhigen Fahrzeuglaufes und einer radialen Einstellung der Doppelachslaufwerke einer Laufwerksgruppe ist eine Querkupplung beider Laufwerke vorhanden. Diese besteht aus einer Koppelstange 33, die mittels elastisch-kardanischer Gelenke 34, welche ungefähr in Höhe der Blattfedern 10 jeweils an einer gegenüberliegenden Federkonsole 9 des Laufwerksrahmen angelenkt sind.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

Niederflurwagen

2,2'

Laufwerksrahmen

3

Seitenwange

4,4'

Wangenstiel

5

kardanische Lager

6

Achslager

7

elastisches Polster

8

Radsatz

9

Federkonsole

10

Blattfedern

11

Federbund

12

Haube

13

Beilage

14

Stützpendel

15

Kugelradius

16

Abrollsegment

17

Rollradius

18

Kippradius

19

Abstand

20

ebenes Widerlager

21

Drehzapfen

22

Lenkerstange

23

kardanisches Lager

24

Queranschlag

25

Konsole

26

Anschlagkonsole

27

Beugniothebel

28

abgeflachter Drehzapfen

29

Schlitzbuchse

30

Dreiecklenker

31

drehbares Lager

32

Ausgleichshebel

33

Koppelstange

34

elastisch-kardanische Gelenke

Claims (10)

1. Doppelachslaufwerk mit verwindbarem Laufwerksrahmen, zwei Radsätzen mit kleinem Raddurchmesser und kardanisch in den Sei tenwangen mittels elastischem Polster gelagerten Achslagern, dadurch gekennzeichnet, daß der verwindbare Laufwerksrahmen (2) aus zwei T-förmigen Teilen besteht, die aus einer Seitenwange (3) und einem damit fest verbundenem Wangenstiel (4) gebildet werden und am Ende einer Seitenwange (3) mit anderem Wangenstiel (4') durch ein kardanisches Lager (5) miteinander verbunden sind, wobei an den vier Enden beider Wagenstiele (4;4') sich Federkonsolen (9) befinden, an denen die beiden Blattfedern (10) angelenkt sind, welche in ihrer Mitte auf dem Federbund (11) je ein Stützpendel (14) tragen, auf die sich über ein ebenes Widerlager(20) der Niederflurwagen 1 abstützt.
2. Doppelachslaufwerk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Federbund (11) der Blattfeder (10) eine Haube (12) mit kugelförmigem Kopf sitzt, auf dem das Stützpendel (14) gelagert ist und daß sich zwischen Federbund (11) und Haube (12) bei Bedarf Beilagen (13) einfügen lassen.
3. Doppelachslaufwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützpendel (14) mit ihrem balligen Abrollsegmenten (16) einen Rollradius (17) aufweisen, dessen Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt des Kugelradius (15) der Haube (12) zusammenfällt und einen Kippradius (18), der die Balligkeit bewirkt, besitzt, der größer als der Rollradius (17) ist und die Abrollsegmente (16) ebene Widerlager (20) abstützen.
4. Doppellaufwerk nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrollsegment (16) in der Mitte einen ebenen Bereich mit dem Abstand (19) aufweist, an dem sich die Balligkeit erzeugenden Kippradien (18) an beiden Seiten anschließen, wobei beide Mittelpunkte der Kippradien (18) sich im Abstand (19) voneinander befinden.
5. Doppelachslaufwerk nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Niederflurwagen (1) über der Mitte des Laufwerkrahmens (2) ein Drehzapfen (21) befestigt ist, welcher ein kardanisches Lager (23) trägt, daß mit der Lenkerstange (22) verbunden ist, die wiederum über ein kardanisches Lager (23) an einem Wagenstiel (4) angelenkt ist.
6. Doppelachslaufwerk nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Queranschläge (24) elastisch ausgebildet sind und zwischen den Anschlagkonsolen (26) der Seitenwange (3) und den Konsolen (25) unterhalb des Niederflurwagens (1) angeordnet sind.
7. Doppelachslaufwerk nach Anspüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerechte Verbindung zweier Laufwerksrahmen (2,2

   

   ) mittels eines Beugniothebels (27) erfolgt, der dreh- und querschiebbar über einen beidseitig abgeflachten Drehzapfen (28) mit Schlitzbuchse (29) in der Mitte beider Laufwerksrahmen (2,2

   

   ) unten am Niederflurwagen (1) angelenkt ist und die Verbindung zwischen dem Beugniothebel (27) und den außeren Wagenstielen (4,4

   

   ) über Dreieckslenker (30) erfolgt, wobei dieser an ihrer Basis durch zwei drehbare Lager (31) und an ihrer Spitze durch ein kardanisches Lager (23) angelenkt ist.
8. Doppelachslaufwerk nach Ansprüchen 1 bis 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des Beugnoithebels (27) beidseitig elastische Queranschläge (24) angeordnet sind, die durch Konsole (25) unten mit dem Niederflurwagen (1) verbunden sind.
9. Doppelachslaufwerk nach Ansprüchen 1 bis 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden auf jeder Seite hintereinanderliegenden ebenen Widerlager (20) der Stützpendel (14) an beiden Enden eines Ausgleichshebels (32) angeordnet sind, und dieser beweglich unter dem Niederflurwagen (1) angelenkt ist.
10. Doppelachslaufwerk nach Ansprüchen 1 bis 4 und 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Laufwerksrahmen (2;2

    

    ) durch eine quer zur Fahrtrichtung in Höhe der Blattfedern (10) liegende Koppelstange (33) über elastisch, kardanische Gelenke (34) miteinander verbunden sind.

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