EP0658465B1

EP0658465B1 - Self steering three axle bogie for a railway vehicle

Info

Publication number: EP0658465B1
Application number: EP94119457A
Authority: EP
Inventors: Johann Martin Dr. Lipsius
Original assignee: ABB Daimler Benz Transportation Schweiz AG; ABB Daimler Benz Transportation Technology GmbH
Current assignee: Bombardier Transportation GmbH
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1994-12-09
Publication date: 1998-02-25
Anticipated expiration: 2014-12-09
Also published as: ATE163393T1; EP0658465A1

Abstract

A self-steering, three-axle bogie for a railway vehicle is proposed, the two outer wheel sets (3, 4, 7, 8, 9, 11) being coupled to one another in opposite directions by means of connecting rods (20 to 23) and connecting bars (16, 17) which pivot about pivot axes (18, 19) which are fixed with respect to the bogie frame (2, 2'). The two connecting bars (16, 17) have central levers (32, 33) whose ends are connected to one another via a longitudinally displaceable joint (34). One of these central levers (33) is connected to the central wheel set (5, 6, 10) in an articulated fashion by means of a connecting rod (37). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstlenkendes, dreiachsiges Laufgestell für ein Schienenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a self-steering, three-axle bogie for Rail vehicle according to the preamble of claim 1.

Ein solches selbstlenkendes, dreiachsiges Laufgestell für ein Schienenfahrzeug ist aus der DE-OS 41 40 126 bekannt. Dort sind durch ein Lenkgestänge die sich bei Bogenfahrt einstellenden Drehbewegungen des ersten Radsatzes und des dritten Radsatzes mit der durch Längslenker geführten Querbewegung des zweiten Radsatzes gekoppelt.Such a self-steering, three-axle bogie for a rail vehicle is out DE-OS 41 40 126 known. There are through a steering linkage which is when bowing adjusting rotary movements of the first gear set and the third gear set coupled with the transverse movement of the second wheel set guided by trailing arms.

Ein solches selbstlenkendes, dreiachsiges Laufgestell für ein Schienenfahrzeug ist ebenfalls aus der DE 38 24 709 C2 bekannt. Dort wird ein Eisenbahnfahrzeug mit einem durch ein Laufgestell mit mindestens zwei Rad/Achsen-Anordnungen abgestützten Wagenkasten beschrieben, wobei das Laufgestell einen Laufgestellrahmen mit zwei parallelen Seitenträgern enthält, die durch mindestens einen sich quer dazu erstreckenden Querbalken verbunden sind und der Laufgestellrahmen von den Achsen durch Primärfederungsmittel getragen ist, die Gier-Bewegungen zum Lauf längs eines gekrümmten Gleises zulassen. Ein erstes Kraftübertragungsgestänge verbindet die Achsen mit dem Laufgestellrahmen und enthält mindestens einen querverlaufenden Lenkbalken, der mit einer Achse verbunden ist und ein schwenkbar mit dem Laufgestellrahmen verbundenes Zentrum besitzt, um ein Lenken der damit verbundenen Achse zur Verbesserung ihrer Radialstellung und eine Übertragung von Längskräften zwischen ihr und dem Laufgestellrahmen zu ermöglichen. Eine Kraftübertragungsanordnung verbindet den Laufgestellrahmen mit dem Wagenkasten. Die Kraftübertragungsanordnung ist als ein zweites Kraftübertragungsgestänge mit Pfosten, Platte und Stab ausgebildet, das folgende Merkmale aufweist:

a) einen am Wagenkasten in Seitenrichtung zwischen den Seitenträgern und in Längsrichtung benachbart zu dem mindestens einen Querbalken angeordneten und von dem Wagenkasten nach unten abstehenden Wagenkastenpfosten,

b) eine schwenkbar an dem Wagenkastenpfosten gehaltene Wagenkastenplatte mit seitlich einander gegenüberliegenden Schwenkstellen, die jeweils zwischen dem Wagenkastenpfosten und einem der Seitenträger angeordnet sind, und

c) bewegbar angebrachte Verbindungsstäbe, die in Längsrichtung jede Schwenkstelle an der Wagenkastenplatte mit dem benachbarten Querträger verbinden, um Zug- und Bremskräfte zu übertragen und Gier- und Seitenbewegungen des Wagenkastens relativ zum Laufgestellrahmen zuzulassen.

Such a self-steering, three-axle bogie for a rail vehicle is also known from DE 38 24 709 C2. There, a railroad vehicle is described with a car body supported by a bogie with at least two wheel / axle arrangements, the bogie containing a bogie frame with two parallel side members, which are connected by at least one transverse beam extending transversely thereto and the bogie frame from the axles Primary suspension means is carried, which allow yawing movements to run along a curved track. A first transmission linkage connects the axles to the bogie frame and includes at least one transverse steering beam connected to an axle and having a center pivotally connected to the bogie frame to steer the associated axle to improve its radial position and transmit longitudinal forces therebetween and to enable the bogie frame. A power transmission assembly connects the bogie frame to the body. The power transmission arrangement is designed as a second power transmission linkage with post, plate and rod, which has the following features:

a) a wagon body post arranged on the wagon body in the lateral direction between the side supports and in the longitudinal direction adjacent to the at least one crossbeam and projecting downward from the wagon body,

b) a car body plate pivotally held on the car body post with laterally opposite pivot points which are each arranged between the car body post and one of the side members, and

c) movably attached connecting rods that connect each pivot point on the body plate with the adjacent cross member in the longitudinal direction to transmit tensile and braking forces and allow yaw and lateral movements of the body relative to the bogie frame.

In weiterer Ausgestaltung dieses bekannten Eisenbahnfahrzeuges ist der Wagenkasten an dem Laufgestellrahmen durch elastische Sekundärfederungsmittel abgestützt, die seitlich beabstandet in Richtung auf gegenüberliegende Seiten des Laufgestellrahmens angeordnet sind, wobei das Laufgestell mindestens drei Rad/Achsen-Anordnungen enthält. Der Laufgestellrahmen weist zwei Querbalken der genannten Art auf, die jeweils zwischen einer Endachse und den restlichen Achsen mit Abstand angeordnet sind. Das erste Kraftübertragungsgestänge enthält zwei Lenkbalken, die jeweils einzeln mit jeder Endachse verbunden sind, und Verbindungsmittel, die die Lenkbalken so verbinden, daß Selbstlenk-Gier-Bewegungen der Rad/Achsen-Anordnungen einander entgegengesetzt gleich sind. Die Verbindungsmittel weisen folgende Merkmale auf:

a) ein von jedem Lenkbalken nach oben abstehendes und schwenkbar an einem der Querbalken angebrachtes Drehmomentrohr mit einem oberhalb des jeweiligen Lenkbalkens angeordneten Hebel, wobei sich die Hebel quer in entgegengesetzte Richtungen erstrecken und

b) eine die beiden Hebel zu gleichen, entgegengesetzt gerichteten Schwenkbewegungen verbindende Stange, die sich zur Verbindung der Lenkbalken diagonal über einen Abschnitt zwischen den Querbalken erstreckt.

In a further embodiment of this known railway vehicle, the car body is supported on the bogie frame by elastic secondary spring means, which are arranged laterally spaced in the direction of opposite sides of the bogie frame, the bogie containing at least three wheel / axle arrangements. The bogie frame has two crossbeams of the type mentioned, which are each spaced between an end axis and the remaining axes. The first transmission linkage includes two steering beams, each of which is individually connected to each end axle, and connecting means which connect the steering beams so that self-steering yaw motions of the wheel / axle assemblies are oppositely the same. The connecting means have the following features:

a) a projecting from each steering beam upwards and pivotally attached to one of the crossbars torque tube with a lever arranged above the respective steering beam, the levers extending transversely in opposite directions and

b) a rod connecting the two levers to the same, oppositely directed pivoting movements, which extends diagonally to connect the steering beams over a section between the crossbeams.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selbstlenkendes, dreiachsiges Laufgestell für ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die der Steuerbewegung entgegenstehenden horizontalen Federauslenkkräfte der Radsatzfedern leicht überwunden werden.The invention has for its object a self-steering, three-axle bogie for a rail vehicle of the type mentioned, in which the Control movement opposing horizontal spring deflection forces of the wheelset springs be easily overcome.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved in connection with the features of the preamble solved by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein selbstlenkendes, dreiachsiges Laufgestell für ein Schienenfahrzeug geschaffen wird, bei dem alle drei Radsätze zur Steuerung bei Kurvenfahrt herangezogen werden, ohne daß dabei eine Erhöhung der Teile-Anzahl notwendig ist. Im Gegenteil reduziert sich die Teile-Anzahl im Vergleich zum bekannten Eisenbahnfahrzeug gemäß DE 38 24 709 C2. Durch die aktive Mitwirkung des Mittelradsatzes am Steuerungssystem werden die der Steuerbewegung entgegenstehenden horizontalen Federauslenkkräfte der Radsatzfedern leichter überwunden und insbesondere bei kleinen Bogenradien, bei denen für die radiale Stellung größere horizontale Auslenkungen der Radsatzfedern erforderlich werden, wird die Ausrichtung der Radsatzwelle zur Bogenmitte verbessert.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that a self-steering, triaxial bogie for a rail vehicle is created at which all three wheel sets are used to control when cornering, without that an increase in the number of parts is necessary. On the contrary, it is reduced the number of parts in comparison to the known railway vehicle DE 38 24 709 C2. Through the active participation of the center wheel set in the control system become the horizontal spring deflection forces opposing the control movement the wheelset springs are more easily overcome and especially with small arc radii, where for the radial position larger horizontal deflections of the wheelset springs the alignment of the wheelset shaft to the center of the bend is improved.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Figur 1: die Grundbauform des selbstlenkenden, dreiachsigen Schienenfahrzeuges,
Figuren 2, 3: zwei Varianten der Grundbauform mit zusätzlicher Steuerung des Mittelradsatzes über einen Steuerzylinder.

The invention is explained below with reference to the embodiments shown in the drawing. Show it:

Figure 1: the basic design of the self-steering, three-axle rail vehicle,
Figures 2, 3: two variants of the basic design with additional control of the center wheel set via a control cylinder.

In Figur 1 ist die Grundbauform des selbstlenkenden, dreiachsigen Schienenfahrzeuges dargestellt. Es ist die Sicht auf ein selbstlenkendes, dreiachsiges mit dem Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges beweglich verbundenes Laufgestell 1 gezeigt. Das Laufgestell 1 weist einen aus parallelen Längsträgern 2 und mindestens einem Querträger 2' bestehenden Laufgestellrahmen auf. An den Längsträgern 2 sind Radsatzlager 3 bis 8 der drei Achsen 9 bis 11 über nicht dargestellte Radsatzfedern befestigt, und zwar Radsatzlager 3, 4 für die erste, dem ersten Antriebsmotor 13 zugeordnete Achse 9 (Außenachse, Außenradsatz), Radsatzlager 5, 6 für die zweite (mittlere), dem zweiten (mittleren) Antriebsmotor 14 zugeordnete Achse 10 (Mittelradsatz) und Radsatzlager 7, 8 für die dritte, dem dritten Antriebsmotor 15 zugeordnete Achse 11 (Außenachse, Außenradsatz).In Figure 1 is the basic design of the self-steering, three-axle rail vehicle shown. It is the view of a self-steering, three-axle with the car body of a rail vehicle movably connected bogie 1 shown. The Carriage 1 has one of parallel longitudinal beams 2 and at least a cross member 2 'existing bogie frame. On the longitudinal beams 2 are wheelset bearings 3 to 8 of the three axles 9 to 11 attached via wheelset springs, not shown, and wheelset bearings 3, 4 for the first, the first drive motor 13 assigned axle 9 (outer axle, outer wheel set), wheelset bearings 5, 6 for the second (middle), the second (middle) drive motor 14 assigned axle 10 (center wheel set) and wheelset bearings 7, 8 for the third, the third drive motor 15 assigned axle 11 (outer axle, outer wheel set).

Die Radsatzlager 3, 4, 7, 8 der beiden Außenachsen 9, 11 sind unter anderem in Richtung parallel zu dem Längsträger 2 des Laufgestellrahmens, d.h. in Fahrtrichtung bzw. entgegen der Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges beweglich, was durch Richtungspfeile x1, x2 jeweils angedeutet ist. Die Radsatzlager 5, 6 der mittleren Achse 10 sind unter anderem in Richtung parallel zu den Querträgern 2' des Laufgestellrahmens, d.h. senkrecht zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges beweglich, was durch Richtungspfeile y1, y2 jeweils angedeutet ist.The wheelset bearings 3, 4, 7, 8 of the two outer axles 9, 11 are inter alia in the direction parallel to the side member 2 of the Bogie frame, i.e. in the direction of travel or against Direction of travel of the rail vehicle is movable, which is indicated by directional arrows x1, x2 is indicated in each case. The wheelset bearings 5, 6 the central axis 10 are parallel, among other things, in the direction to the cross members 2 'of the bogie frame, i.e. perpendicular to Direction of travel of the rail vehicle is movable, which is indicated by directional arrows y1, y2 is indicated in each case.

Die z.B. durch Tatzlagermotoren 13 bis 15 angetriebene Laufräder sind mit 12 bezeichnet.The e.g. 13 to 15 impellers driven by Tatzlagermotoren are designated by 12.

Parallel zu den Querträgern 2' und damit senkrecht zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs sind zwei Lenkbalken 16, 17 vorgesehen, die mittig um feste, beispielsweise mit dem Querträger 2' des Laufgestellrahmens verbundenen Schwenkachsen 18, 19 (Vertikalachsen des Fahrzeuges) beweglich sind. Die Enden dieser Lenkbalken 16, 17 sind über Lenker mit den Radsatzlagern der Außenachsen verbunden, und zwar sind ein Lenker 20 zwischen einem Gelenk 24 des Radsatzlagers 3 und einem Gelenk 25 des Lenkbalkens 16, ein Lenker 21 zwischen einem Gelenk 26 des Radsatzlagers 4 und einem Gelenk 27 des Lenkbalkens 16, ein Lenker 22 zwischen einem Gelenk 28 des Radsatzlagers 7 und einem Gelenk 29 des Lenkbalkens 17 sowie ein Lenker 23 zwischen einem Gelenk 30 des Radsatzlagers 8 und einem Gelenk 31 des Lenkbalkens 17 angeordnet. Parallel to the cross members 2 'and thus perpendicular to the direction of travel of the rail vehicle, two steering beams 16, 17 are provided, the center around fixed, for example with the cross member 2 'of the bogie frame connected pivot axes 18, 19 (Vertical axes of the vehicle) are movable. The ends of this Steering beams 16, 17 are on the handlebars with the wheelset bearings of the outer axles connected, namely a handlebar 20 between one Joint 24 of the wheelset bearing 3 and a joint 25 of the steering beam 16, a link 21 between a joint 26 of the wheelset bearing 4 and a joint 27 of the steering beam 16, a handlebar 22 between a joint 28 of the wheelset bearing 7 and a joint 29 of the steering beam 17 and a link 23 between a joint 30 of the wheelset bearing 8 and a joint 31 of the steering beam 17.

Die Lenkbalken 16, 17 weisen zentrische Hebel 32 bzw. 33 auf, die jeweils senkrecht bezüglich der Lenkbalken 16, 17 angeordnet und deren Enden über ein längsverschiebliches Gelenk 34 miteinander verbunden sind. Einer der beiden zentrischen Hebel, im Ausführungsbeispiel Hebel 33, ist über Gelenk 35 mit einem Lenker 37 verbunden, der andererseits über ein Gelenk 36 mit dem mittleren Radsatz z.B. am Gehäuse des mittleren Antriebsmotors 14 befestigt ist, das als Tatzlagermotor die Querauslenkung mit dem mittleren Radsatz gemeinsam ausführt.The steering beams 16, 17 have central levers 32 and 33, each arranged perpendicular to the steering beams 16, 17 and their ends together via a longitudinally displaceable joint 34 are connected. One of the two central levers, in Embodiment lever 33, is via joint 35 with a handlebar 37 connected, which on the other hand via a joint 36 with the middle wheel set e.g. on the housing of the middle drive motor 14 is attached, the cross deflection as a Tatzlagermotor executes the middle wheelset together.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des selbstlenkenden, dreiachsigen Laufgestells 1 beschrieben. Durch die Konfiguration Lenker 20 bis 23/Lenkbalken 16,17/zentrische Hebel 32, 33 ergibt sich in Verbindung mit den in Fahrtrichtung/entgegengesetzt zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges beweglichen Radsatzlager 3, 4, 7, 8 der Außenachsen 9, 11 eine gegenläufige Kopplung der Außenradsätze bei Kurvenfahrt des Schienenfahrzeuges. Bewegt sich beispielsweise das Radsatzlager 3 in Richtung x2, so muß sich zwangsläufig das Radsatzlager 4 aufgrund der Kopplung Lenker 20/Lenkbalken 16 mit Schwenkachse 18/Lenker 21 in Richtung x1 bewegen. Infolge der Schwenkung des Lenkbalkens 16 um die feste Schwenkachse 18 bewegen sich der zentrische Hebel 32 und somit auch das längsverschiebliche Gelenk 34 und der zentrische Hebel 33 in Richtung y2, wodurch sich eine gegensinnige Schwenkung des Lenkbalkens 17 um die Schwenkachse 19 ergibt, worauf das Radsatzlager 7 über den Lenker 22 in Richtung x1 und das Radsatzlager 8 über den Lenker 23 in Richtung x2 bewegt werden.Below is how the self-steering, three-axle works Trolley 1 described. By configuration Handlebars 20 to 23 / steering beam 16.17 / central lever 32, 33 results itself in connection with the in the direction of travel / opposite to Direction of travel of the rail vehicle movable wheelset bearing 3, 4, 7, 8 of the outer axles 9, 11 an opposing coupling of the outer wheel sets when the rail vehicle is cornering. Is moving for example, the wheelset bearing 3 in the direction x2, must inevitably the wheelset bearing 4 due to the coupling handlebar 20 / steering beam 16 with pivot axis 18 / handlebar 21 in the direction move x1. As a result of the pivoting of the steering beam 16 around the fixed The central lever 32 and thus the pivot axis 18 move also the longitudinally displaceable joint 34 and the central one Lever 33 in the direction y2, causing an opposite pivoting of the steering beam 17 about the pivot axis 19 results in what the wheelset bearing 7 via the handlebar 22 in the direction x1 and that Wheelset bearings 8 can be moved in the direction x2 via the handlebar 23.

Vorteilhaft ist auch der Mittelradsatz an dem Steuerungssystem beteiligt. Bei Kurvenfahrt bewegen sich der mittlere Antriebsmotor 14 mit Achse 10 nach bogenaußen, was durch die unter anderem quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges beweglichen Radsatzlager 5, 6 ermöglicht wird.The center wheel set on the control system is also advantageous involved. The middle drive motor moves when cornering 14 with axis 10 to the outside of the arch, which is due to the among other things Wheelset bearings movable transversely to the direction of travel of the rail vehicle 5, 6 is made possible.

Diese geometrische Auslenkung des Mittelradsatzes nach bogenaußen wird über den Lenker 37 auf die zentrischen Hebel 32, 33 als Steuerbewegung übertragen, beim vorstehend erwähnten Beispiel in Richtung y2. Bei Fliehkraftüberschuß im Bogen wirkt die Fliehkraft des mittleren Radsatzes demzufolge auf demselben Wege als zusätzliche Steuerkraft zur radialen Einstellung der Außenradsätze. Dies hilft, die der Steuerbewegung entgegenstehenden horizontalen Federauslenkkräfte der Radsatzfedern zu überwinden und verbessert insbesondere bei kleinen Bogenradien die Radsatzeinstellung zur Bogenmitte.This geometric deflection of the center wheel set towards the outside of the arch is on the handlebar 37 on the central lever 32, 33 transmitted as a control movement, in the example mentioned above towards y2. If there is excess centrifugal force in the arc, the The centrifugal force of the middle wheel set is therefore the same as an additional control force for the radial adjustment of the outer wheel sets. This helps those opposing the tax movement to overcome horizontal spring deflection forces of the wheelset springs and improves the wheel set setting, especially with small arc radii to the middle of the bow.

Damit die Querbewegungen des Mittelradsatzes im geraden Gleis infolge Gleislagefehler möglichst noch keine Steuerbewegungen auf die Endradsätze ausüben, die die Stabilität des Drehgestellaufes vermindern, weist der Lenker 37 in den Gelenken 35 und/oder 36 Spiel auf.So that the transverse movements of the center wheel set in a straight track As a result of the track position error, if possible no control movements exert on the end wheel sets, which the stability of the bogie barrel reduce, the link 37 points in the joints 35 and / or 36 game on.

Im vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel wird stets von einem mit Tatzlagermotoren angetriebenen dreiachsigen Laufgestell für eine Lokomotive ausgegangen. Bei Antrieben, die nicht seitenfest mit dem Mittelradsatz verbunden sind und bei nichtangetriebenem Mittelradsatz oder nichtangetriebenem Drehgestell wird der Lenker 37 gelenkig mit einem Befestigungsteil, das auf dem mittleren Radsatz gelagert ist, verbunden.In the exemplary embodiment explained above, a triaxial bogie powered by Tatzlager motors went out for a locomotive. For drives that are not laterally fixed are connected to the center wheel set and when not driven Center wheel set or non-powered bogie the handlebar 37 articulated with a fastening part which on the middle wheel set is connected.

Durch die vorstehend erläuterte Radialsteuerung werden im Bogen die durch die Reibung Rad/Schiene verursachten Seitenkräfte vermindert bzw. im Idealfall vermieden.Due to the radial control explained above, in the arc the lateral forces caused by the wheel / rail friction are reduced or ideally avoided.

Seitenkräfte durch Fliehkraft oder Abtriebsüberschuß im Bogen müssen in jedem Fall von den Radsätzen (Achsen) auf das Gleis übertragen werden. Bei dreiachsigen Drehgestellen (Laufgestellen) wird die Fliehkraft üblicherweise nur von den Endradsätzen auf die Schienen übertragen, da diese Radsätze die Führung im Bogen ausführen. Während beim zweiachsigen Drehgestell jeder Radsatz den der Radsatzlast entsprechenden Fliehkraftanteil überträgt, muß beim dreiachsigen Drehgestell jeder Endradsatz etwa die Hälfte der durch Fliehkraft verursachten Seitenkräfte übertragen, wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, damit auch der Mittelradsatz den der Radsatzlast entsprechenden Fliehkraftanteil überträgt. Lateral forces due to centrifugal force or excess downforce in the bow must in any case from the wheel sets (axles) to the track be transmitted. With three-axle bogies (bogies) the centrifugal force is usually only from the end gear sets transferred to the rails because these wheelsets take the lead in Execute bow. While everyone on the biaxial bogie Wheelset the centrifugal force corresponding to the wheelset load transmits, each end wheel set on the three-axle bogie about half of the lateral forces caused by centrifugal force transferred if no special arrangements are made thus the center wheel set also corresponds to the wheel set load Centrifugal force transmits.

In Figur 2 wird deshalb eine Variante der Grundbauform mit zusätzlicher Steuerung des Mittelradsatzes gezeigt - wobei die zusätzliche Steuerung mittels eines Steuerzylinders zwischen Drehgestellrahmen und Mittelradsatz erfolgt -, bei der eine solche Verlagerung des Fliehkraftanteils auf den Mittelradsatz erfolgt, daß alle drei Radsätze je ein Drittel der durch Fliehkraft verursachten Seitenkräfte übertragen.In Figure 2 is therefore a variant of the basic design with additional Control of the center wheel set shown - being the additional Controlled by a control cylinder between the bogie frame and center gear set - where such The centrifugal force component is shifted to the center wheel set, that all three wheel sets each a third of those caused by centrifugal force Transfer side forces.

Das Laufgestell nach Figur 2 weist alle vorstehend unter Figur 1 beschriebenen Baukomponenten auf, jedoch ist das Radsatzlager 6 zeichnerisch nicht dargestellt, um die zusätzlichen Baukomponenten deutlich zeigen zu können. Es ist ein Steuerzylinder 41 (allgemein: aktives Stellglied) vorgesehen, dessen beweglicher Kolben 40 über eine Kolbenstange 39 mit einem zusätzlichen Gelenk 38 am zentrischen Hebel 33 angreift. Der Steuerzylinder 41 ist andererseits über eine Verbindungsstange 42 mit einem Gelenk 43 am Längsträger 2 des Laufgestellrahmens befestigt.The bogie of Figure 2 has all of the above in Figure 1 described components, but the wheelset is 6th not shown in the drawing to the additional components to be able to show clearly. It is a control cylinder 41 (general: active actuator) provided, the movable Piston 40 via a piston rod 39 with an additional joint 38 engages the central lever 33. The control cylinder 41 is on the other hand via a connecting rod 42 with a joint 43 attached to the side member 2 of the bogie frame.

Beim quer zur Fahrtrichtung wirksamen Steuerzylinder 41 handelt es sich z.B. um einen doppeltwirkenden Druckluft- oder Hydraulikzylinder. Über Verbindungsleitungen, z.B. Hydraulikschläuche kann der Steuerzylinder in geeigneter Weise druckbeaufschlagt werden, so daß über den Kolben 40 und die Kolbenstange 39 eine zusätzliche Druckkraft bzw. Zugkraft zwischen Mittelradsatz und Drehgestell ausgeübt wird, die den Mittelradsatz zusätzlich nach bogenaußen drückt bzw. zieht. Die Steuerung des Steuerzylinders 41 erfolgt in Abhängigkeit der auftretenden Fliehkraft. Hierdurch belastet das aktive Stellglied (Steuerzylinder) den Mittelradsatz mit einem Fliehkraftanteil und entlastet entsprechend die Endradsätze.When the control cylinder 41 acts transversely to the direction of travel e.g. a double-acting compressed air or hydraulic cylinder. Via connecting lines, e.g. Hydraulic hoses the control cylinder can be pressurized in a suitable manner be so that about the piston 40 and the piston rod 39 a additional pushing or pulling force between the center wheel set and Bogie is exercised, which the center wheel set additionally after outside presses or pulls. The control of the control cylinder 41 takes place depending on the centrifugal force that occurs. Hereby the active actuator (control cylinder) loads the Center gear set with a centrifugal force component and relieves accordingly the end wheel sets.

Durch den Steuerzylinder zwischen Mittelradsatz und Drehgestellrahmen ergibt sich folgender vorteilhafter Zusatzeffekt: Die Rückstellwirkung der Primärfedern, die der Bogeneinstellung aller drei Radsätze entgegensteht und die durch die Reibkräfte zwischen Rad und Schiene nur bei größeren Bogenradien überwunden werden kann, wird durch die Stellkraft gleichfalls überwunden. Through the control cylinder between the center wheel set and the bogie frame the following advantageous additional effect results: The return effect of the primary springs, that of the bow adjustment of all three sets of wheels is opposed by the frictional forces overcome between wheel and rail only with larger radii of curvature can also be overcome by the actuating force.

Die Stellkraft muß dann nur entsprechend höher sein als der Fliehkraftanteil des Mittelradsatzes.The actuating force then only has to be correspondingly higher than that Centrifugal force share of the center wheel set.

Bei Bogenfahrt mit hohem Beschleunigungsüberschuß bewirkt die Fliehkraft eine quasi statische Auslenkung der Querfederung zwischen Fahrzeugkasten und Drehgestell. Diese erschöpft unter Umständen das Querspiel, so daß für dynamische Querbewegungen infolge Gleisfehlern das Querschwingspiel eingeschränkt ist oder sogar der Queranschlag erreicht wird, was die Laufgüte horizontal verschlechtert. Eine Vergrößerung des Querspiels schränkt die Fahrzeugbreite ein.When cornering with a high acceleration surplus, this causes Centrifugal force a quasi static deflection of the transverse suspension between Vehicle body and bogie. This may exhaust you the cross game, so that for dynamic transverse movements as a result Track errors, the transverse swing play is restricted or even the cross stop is achieved, making the running quality horizontal worsened. An increase in the cross game limits the vehicle width.

In Figur 3 wird deshalb eine Variante der Grundbauform mit zusätzlicher Steuerung des Mittelradsatzes gezeigt - wobei die zusätzliche Steuerung mittels eines Steuerzylinders zwischen Fahrzeugkasten und Mittelradsatz erfolgt -, bei der die bei Fliehkraftüberschuß auftretende quasi statische Querauslenkung zwischen Fahrzeugkasten und Drehgestell vermieden oder verringert wird. Gleichzeitig wird der Mittelradsatz zur Übertragung von Fliehkraft auf die Schienen herangezogen, um die beiden Endradsätze zu entlasten.In Figure 3 is therefore a variant of the basic design with additional Control of the center wheel set shown - being the additional Control by means of a control cylinder between the vehicle body and center gear set - in which the centrifugal excess quasi-static transverse deflection between Vehicle body and bogie avoided or reduced becomes. At the same time, the center wheel set is used to transmit Centrifugal force applied to the rails to the two end wheel sets to relieve.

Das Laufgestell weist alle vorstehend unter Figur 1 beschriebenen Baukomponenten auf. Zusätzlich ist ein Steuerzylinder 41' vorgesehen, dessen beweglicher Kolben 40' über eine Kolbenstange 39' mit einem zusätzlichen Gelenk 38' am zentrischen Hebel 33 angreift. Der Steuerzylinder 41' (allgemein: aktives Stellglied) ist andererseits über eine Verbindungsstange 42' mit einem Gelenk 44 am Fahrzeugkasten 45 befestigt.The bogie has all of those described above in Figure 1 Components. In addition, a control cylinder 41 ' provided, the movable piston 40 'via a piston rod 39 'with an additional joint 38' on the central lever 33 attacks. The control cylinder 41 '(generally: active actuator) is on the other hand via a connecting rod 42 ' Joint 44 attached to the vehicle body 45.

Beim quer zur Fahrtrichtung wirksamen Steuerzylinder 41' handelt es sich z.B. um einen doppeltwirkenden Druckluft- oder Hydraulikzylinder. Über Verbindungsleitungen kann der Steuerzylinder in geeigneter Weise druckbeaufschlagt werden, so daß über den Kolben 40' und die Kolbenstange 39' eine zusätzliche Druckkraft bzw. Zugkraft zwischen Mittelradsatz und Fahrzeugkasten ausgeübt wird, die den Fahrzeugkasten nach bogeninnen drückt bzw. zieht. Die Steuerung des Steuerzylinders 41' erfolgt in Abhängigkeit der auftretenden Fliehkraft und/oder des Bogenradius. Hierdurch belastet das aktive Stellglied (Steuerzylinder) den Mittelradsatz mit einem Fliehkraftanteil und entlastet die Endradsätze. Die Reaktionskraft wirkt auf den Fahrzeugkasten und vermindert die Auslenkung der Querfederung.When the control cylinder 41 'acts transversely to the direction of travel e.g. a double-acting compressed air or hydraulic cylinder. The control cylinder can be connected via connecting lines be pressurized in a suitable manner so that the Piston 40 'and the piston rod 39' an additional pressure force or tractive force exerted between the center wheel set and the vehicle body that pushes or pulls the vehicle body inwards. The control cylinder 41 'is controlled in dependence the centrifugal force and / or the radius of the arc. Hereby the active actuator (control cylinder) loads the center wheel set with a centrifugal force component and relieves the end wheel sets. The reaction force acts on the vehicle body and diminishes the deflection of the transverse suspension.

Die Steuerkrafthöhe entspricht dem vom Mittelradsatz zu übertragenden Fliehkraftanteil zuzüglich der Federkraft zur Drehauslenkung der Endradsätze und der Federkraft des Mittelradsatzes, die durch die Pfeilhöhe des Gleisbogens zwischen den Endradsätzen entsteht.The amount of steering force corresponds to that to be transmitted from the center wheel set Centrifugal force component plus the spring force for turning the end gear sets and the spring force of the center gear set by the arrow height of the track arch between the end wheel sets arises.

Der Anteil der möglichen Rückstellung der Fliehkraftauslenkung Fahrzeugkasten/Drehgestell ist vom Drehgestellgewicht im Verhältnis zum Fahrzeugkasten, vom Bogenradius und von der horizontalen Rückstellkraft der Radsatzfedern abhängig. Je schwerer das Drehgestell, je enger der Bogen (je größer die Pfeilhöhe), je höher die horizontale Steifigkeit der Radsatzfedern, um so größer ist der Anteil der möglichen Verminderung der quasi statischen Querauslenkung. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Fliehkraftbelastung der Radsätze gleich ist.The share of the possible provision of the centrifugal deflection Vehicle body / bogie is in relation to the bogie weight to the vehicle body, from the arc radius and from the horizontal Return force of the wheelset springs dependent. The harder it is Bogie, the narrower the bow (the greater the arrow height), each the higher the horizontal rigidity of the wheelset springs, the greater is the proportion of the possible reduction of the quasi static Transverse deflection. It is assumed that the Centrifugal load on the wheel sets is the same.

Wird die Fliehkraftbelastung des Mittelradsatzes jedoch höher gewählt als die der Endradsätze, was wegen seiner geringeren dynamischen Querbeanspruchung möglich ist, kann die Rückstellung der Fliehkraftauslenkung weiter gesteigert werden. Damit kann ein Optimum an Rückstellung der Fliehkraftauslenkung, Verteilung der Fliehkraft auf die drei Radsätze und Radialstellung der Radsätze erreicht werden.However, the centrifugal load on the center wheel set becomes higher chosen as that of the final wheelsets, which is because of its lower dynamic Cross loading is possible, the provision can the centrifugal deflection can be further increased. So that can an optimum of resetting the centrifugal deflection, distribution the centrifugal force on the three wheel sets and radial position of the wheel sets can be achieved.

Es ist auch möglich, beide Maßnahmen gemäß Figur 2 und Figur 3 bei der Grundbauform des selbstlenkenden, dreiachsigen Schienenfahrzeuges gemäß Figur 1 vorzusehen.It is also possible to take both measures according to FIG. 2 and FIG. 3 in the basic design of the self-steering, three-axle rail vehicle to provide according to Figure 1.

Claims

Self-steering, three-axle bogie for a railway vehicle, having a bogie frame consisting of parallel longitudinal members (2) and at least one cross member (2'), wheel-set bearings (3 to 8) of the three axles (9 to 11) being fastened to the longitudinal members via wheel-set springs, the two outer wheel sets (3, 4, 9, 7, 8, 11) being coupled to one another in an opposed manner via guide links (20 to 23) and steering beams (16, 17), which pivot centrally about pivot axes (18, 19) fixed with respect to the bogie frame (2, 2'), and the centre wheel set being movable transversely to the direction of travel of the vehicle, characterized in that the two steering beams (16, 17) have central levers (32, 33) which run in the longitudinal direction of the vehicle and whose ends are connected to one another via a longitudinally displaceable joint (34), and in that one of these central levers (33) is connected in an articulated manner to the centre wheel (5, 6, 10) set via a guide link (37).
Bogie according to Claim 1, characterized in that one of the central levers (33) is connected in an articulated manner via a guide link (37) to the housing of the drive motor (14), mounted on the wheel-set shaft, of the centre wheel set (5, 6, 10).
Bogie according to Claim 1 and/or Claim 2, characterized in that an active actuator - preferably a control cylinder (41) - effective transversely to the direction of travel of the vehicle is provided between centre wheel set (5, 6, 10) and bogie (1), which actuator is activated as a function of the centrifugal force in such a way that the centre wheel set is additionally pushed or pulled toward the outside of the curve.
Bogie according to one of Claims 1 to 3, characterized in that an active actuator - preferably a control cylinder (41') - effective transversely to the direction of travel of the vehicle is provided between centre wheel set (5, 6, 10) and vehicle body (45), which actuator is activated as a function of the centrifugal force and/or the curve radius in such a way that the vehicle body is pushed or pulled toward the centre of the curve and the centre wheel set is pushed or pulled toward the outside of the curve.
Bogie according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the guide link (37) has clearance in at least one of its joints (35 and/or 36).