EP0678435B1 - Fahrwerk für Schienenfahrzeuge - Google Patents

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EP0678435B1
EP0678435B1 EP95105232A EP95105232A EP0678435B1 EP 0678435 B1 EP0678435 B1 EP 0678435B1 EP 95105232 A EP95105232 A EP 95105232A EP 95105232 A EP95105232 A EP 95105232A EP 0678435 B1 EP0678435 B1 EP 0678435B1
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EP
European Patent Office
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free wheels
running gear
accordance
steering
wheels
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP95105232A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0678435A1 (de
Inventor
Thomas Küchler
Ulrich Giesen
Wolfgang Prof. Dr. Hanneforth
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.)
Duewag AG
Original Assignee
Duewag AG
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Publication date
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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
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/16—Types of bogies with a separate axle for each wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles

Definitions

  • the invention relates to a chassis for rail vehicles, especially low-floor light rail cars, with four Idler wheels, the two of which are in a transverse plane arranged idler gears a pair of idler gears without coupling the rotational movement of these idler gears form, which in the longitudinal direction of the running gear arranged in series are coupled in their speed, the arranged in a transverse plane Idler gears each around a vertical one arranged within its track width Can pivot the pivot axis and in their pivot or Steering movements with the idler gears in a different transverse plane are coupled.
  • the component For undercarriages with idler gears, the component has a wheelset shaft and thus on an essential basis of the previous described conventional wheel-rail technology waived.
  • the above self centering feature Wheelset in the track channel is only small with a pair of idler gears.
  • the idler gear pair can have the smallest tangential misalignments not correct itself with respect to the track channel, whereby the flanges are used more.
  • the idler wheel pair is able, even in narrow bends unroll without longitudinal slip; however, it needs higher ones Executives at the wheel flange than the conventional wheel set, because for the necessary turning movement when none is available Longitudinal slip of the static friction in undiminished size between Wheel and rail must be overcome.
  • EP-A-0 511 949 discloses a method for Control of a chassis without rigid axle connections, at which at least two opposite idler gears individually are driven by separately controllable electric motors. At least for some with such an idler gear Driving conditions approximately the same running characteristics to achieve that for self-centering wheelsets with fixed Cross connection between the wheels will apply the performance the electric motors of opposing wheels periodically increased within predetermined ranges or decreased, the power change taking place in phase opposition. For creating such an artificial clock-push-pull rhythm special control devices are required.
  • DE-C-38 08 593 is a motor bogie with idler wheels described, two of which are opposite in the transverse direction Idler wheels connected torsionally stiff via gear means are. This is supposed to guide a wheel set largely preserved with a continuous axle stay. Those serving as a replacement for the wheelset shaft However, gear means are subject to extremely high loads, especially when driving through narrow curves.
  • the prior art also includes powered undercarriage with the generic characteristics mentioned at the beginning.
  • This chassis has two individual drives that each contain one of the idler gear pairs and one Forced control can be steered. With the help of this control becomes the articulation angle of articulated car bodies via a steering linkage to the individual drives for their Transfer radial radial setting.
  • Such forced control always means a higher construction effort, where the desired radial curve setting of the drives when entering and exiting the articulated tram into one or cannot be exactly from a track arch.
  • the invention has for its object the idler gears a chassis of the generic type the property of automatic tangential adjustment to the rail confer, this property in both the straight line as should also exist in any track curve.
  • a chassis with the features mentioned above can be advantageous a position in the Take track channel that the longitudinal and slip slip-free Rolling of the idler wheels without a run-up angle towards the rail enables.
  • the coupling of the steering movements of the idler gears follows a preferred embodiment of the invention such that the steering angle of the one behind the other In terms of amount, idler gears are always the same size, but in opposite direction while the steering angle of the idler wheels each assigned to a transverse transverse plane are the same or only differ by the amount as it is for the compensation of the difference in radii between the outside of the arc Rail and the inner rail is useful.
  • form-fitting connecting means for example Chains or timing belts with associated, on the respective Idler gear gears conceivable.
  • the connecting means each have at least two Angle driven and one variable in length Coupling shaft are formed.
  • An angular gear on each longitudinal side of the chassis can with the drive shaft of a traction motor be connected to the z. B. on or in the body of the Rail vehicle is arranged.
  • a next embodiment of the invention consists in that the connecting means two angular gears, one associated longitudinal drive motor and a between the respective angular gear and the idler gear have arranged compensating clutch.
  • the invention are the idler gears over primary springs cushioned, the springs corresponding to their elasticity Movements of the idler gears not only in the vertical direction, but also in the transverse direction and especially for the steering movements allow the idler gears in the longitudinal direction.
  • the vertical Spring movements of the idler gears can be done via the same Compensating clutches are compensated for the steering movements allow the idler gears to each other.
  • Another, inexpensive embodiment of the invention exists in that the swivel axes of the idler gears are virtually formed are.
  • FIG. 1a, 1b, 2, 3 and 4 each show the principle of a coupling wheel undercarriage in top view.
  • Chassis a total of four idler gears 1, each in pairs an axle bridge 2 are rotatably mounted.
  • the non-rotating Axle bridges 2 can move towards the level of Rails 11 can be cranked to also in the area of the undercarriage a low-floor light rail car with a low-lying one To allow flooring.
  • Idler gears 1 Arranged one behind the other in the longitudinal direction of the undercarriage Idler gears 1 are form-fitting in their speed working connecting means coupled. 1a and 1b this coupling takes place via one connected to each idler gear 1 Angular gear 3 and one coupling shaft 4 each. 2, the idler gears 1 are on each chassis side With the help of a traction motor 5 and the bevel gear 3 Embodiment further spur gears 3a in their speed coupled and naturally driven.
  • the two formed from idler gears 1 a transverse plane of the chassis Wheel pairs in their steering movements around vertical, in the Pivot axes 12 arranged along the longitudinal center axis of the undercarriage coupled so that the steering angle of this Wheel pairs are always the same size, but in opposite direction.
  • the steering coupling of the idler gear pairs takes place, for example, by the one shown in FIG. 1b Handlebar 8 or by the from Fig. 1a and Fig. 2nd visible lever 7 and handlebar 8.
  • the swivel axes 12 can be physically trained (Fig. 1a and 1b) or as virtual axes exist (Fig. 2).
  • the axle bridges 2 can Primary springs 9 cushioned against a chassis frame 10 will.
  • the springs 9 - preferably flexicoil springs - should also spring movements corresponding to their elasticity allow each axle bridge 2 in the longitudinal direction to the to enable the desired steering movement of the idler gear pairs.
  • the steering coupling of the two wheel pairs shown as an example in Fig. 2 also leaves a cross-elastic wheel pair guide these primary springs 9 in the chassis frame 10 without Cross movements of the wheel pairs influence the steering coupling.
  • Compensating couplings 6 compensate for all spring movements Axle bridges 2 with respect to the chassis frame 10 as well possible spring movements of the motor-gear units (Parts 5 and 3 or 3a), which in turn are elastic on the chassis frame 10 can be hung.
  • the idler gears 1 are each on a steering knuckle 13 rotatably mounted.
  • the steering knuckle 13 one
  • the idler wheels 1 assigned to the transverse transverse plane are in turn each on an axle bridge 2 around the swivel axes 12 steerably attached.
  • the axle bridges 2 are in this embodiment compared to the chassis frame 10 not swiveling; the steering movements are only from the idler wheels 1 and the associated steering knuckles 13, wherein whose steering movements in turn via handlebar 8 and lever 7 are coupled.
  • the steering coupling of the idler wheels 1 is carried out also in the example of FIG. 4 by handlebar 8 and lever 7.
  • handlebar 8 and lever 7 By arranging the handlebars appropriately 8 on the levers 7 can easily for the idler gears 1 a chassis transverse plane either the same steering angle or but according to a desired compensation of the difference in radii between the outer rail and the Slightly different steering angle inside the rail be achieved.
  • the chassis is in an inclined position in the Track channel, d. that is, there is an incorrect steering angle, so leads this inevitably means that the leading idler gear pair for example, starts on the left rail 11 while the trailing pair of wheels on the other, right rail 11 starts up.
  • Both Wheels 1 have the same speed, but due to the different wheel diameters different paths in back at the same time, d. that is, their wheelbase changes. In the same process runs in the opposite direction other side of the chassis.
  • This opposite change in the wheelbase on the left and right chassis side is synonymous with a pivoting movement of the idler gears 1 about their respective Swivel axis 12.
  • the steering angle is therefore corrected the idler gears 1 as long as the consecutive ones Do not roll the wheels on the same diameter.
  • the So the system always strives to correct incorrect steering angles, which their result in changing the situation of the Have wheel contact points and thus in the change of effective wheel diameter.
  • this system drive without wrong steering angle. If driven without a wrong steering angle ultimately, even if only a little, centering property of an idler gear.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
  • Handcart (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrwerk für Schienenfahrzeuge, insbesondere Niederflur-Stadtbahnwagen, mit vier Losrädern, von denen die beiden in einer Fahrwerksquerebene angeordneten Losräder jeweils ein Losradpaar ohne Koppelung der Drehbewegung dieser Losräder bilden, wobei die in Längsrichtung des Fahrwerks hintereinander angeordneten Losräder in ihrer Drehzahl gekoppelt sind, wobei die in einer Fahrwerksquerebene angeordneten Losräder jeweils um eine innerhalb ihrer Spurweite angeordnete senkrechte Schwenkachse schwenken können und in ihren Schwenk- bzw. Lenkbewegungen mit den in einer anderen Fahrwerksquerebene Losrädern gekoppelt sind.
Bei herkömmlichen Radsätzen sind zwei an ihrer Lauffläche beispielsweise konisch profilierte Räder durch eine verdrehsteife Radsatzwelle miteinander verbunden, also auch in ihrer Drehzahl gekoppelt. Ein solcher Radsatz hat die Eigenschaft, sich im Spurkanal entlang einer sinusähnlichen Linie selbsttätig zu steuern, d. h., der Radsatz ist stets bestrebt, in der Mitte des Spurkanals zu laufen. Dabei bleibt der Spurkranz weitgehend frei von Führungskräften, zumindest in der Geraden und in Gleisbögen mit großem Radius. In engen Gleisbögen müssen nicht tangential zur Schiene ausgerichtete Räder quer zur Fahrtrichtung auf der Schiene verschoben werden. Diese sogenannte Wendebewegung erfolgt unter Beteiligung der Spurkränze gegen die Wirkung des zwischen Rad und Schiene vorliegenden Reibwertes. Hierbei ist für einen Radsatz, der einen engen Bogen ja nur mit Längsschlupf durchfahren kann, von einem durch das Vorhandensein des Längsschlupfes geminderten Haftreibwert auszugehen.
Bei Fahrwerken mit Losrädern wird auf das Bauelement Radsatzwelle und damit auf eine wesentliche Grundlage der zuvor beschriebenen konventionellen Rad-Schiene-Technik verzichtet. Die oben genannte selbstzentrierende Eigenschaft des Radsatzes im Spurkanal ist bei einem Losradpaar nur gering. Das Losradpaar kann geringste tangentiale Fehlstellungen in bezug auf den Spurkanal selbst nicht korrigieren, wodurch die Spurkränze höher beansprucht werden. Des weiteren ist das Losradpaar zwar in der Lage, auch in engen Gleisbögen ohne Längsschlupf abzurollen; es benötigt jedoch höhere Führungskräfte am Spurkranz als der herkömmliche Radsatz, weil für die notwendige Wendebewegung bei nicht vorhandenem Längsschlupf der Haftreibwert in ungeminderter Größe zwischen Rad und Schiene überwunden werden muß.
Durch die EP-A-0 511 949 ist ein Verfahren bekannt zur Steuerung eines Fahrwerks ohne starre Achsverbindungen, bei welchem zumindest zwei gegenüberliegende Losräder einzeln von separat ansteuerbaren Elektromotoren angetrieben werden. Um bei einem solchen Losrad-Fahrwerk wenigstens für einige Fahrtzustände näherungsweise die gleichen Laufeigenschaften zu erzielen, die für selbstzentrierende Radsätze mit fester Querverbindung zwischen den Rädern gelten, wird die Leistung der Elektromotoren einander gegenüberliegender Räder periodisch innerhalb vorbestimmter Bandbreiten erhöht oder erniedrigt, wobei die Leistungsänderung gegenphasig erfolgt. Für das Erzeugen eines solchen künstlichen Takt-Gegentakt-Rhythmus bedarf es spezieller Steuereinrichtungen.
In der DE-C-38 08 593 ist ein Triebdrehgestell mit Losrädern beschrieben, von denen zwei in Querrichtung gegenüberliegende Losräder über Getriebemittel torsionssteif verbunden sind. Dadurch sollen die Führungseigenschaften eines Radsatzes mit durchgehender Radsatzwelle weitgehend erhalten bleiben. Die als Ersatz für die Radsatzwelle dienenden Getriebemittel unterliegen allerdings äußerst hohen Beanspruchungen, vor allem beim Durchfahren enger Gleisbögen.
Zum Stand der Technik (WO 91/02 673) gehört ferner ein angetriebenes Fahrwerk mit den eingangs genannten Gattungsmerkmalen. Dieses Fahrwerk hat zwei Einzellaufwerke, die jeweils eines der Losradpaare enthalten und über eine Zwangssteuerung lenkbar sind. Mit Hilfe dieser Steuerung wird der Knickwinkel von gelenkig verbundenen Wagenkästen über ein Lenkgestänge auf die Einzellaufwerke für deren kurvenradiale Einstellung übertragen. Eine solche Zwangssteuerung bedeutet stets einen höheren baulichen Aufwand, wobei die gewollte kurvenradiale Einstellung der Laufwerke bei der Einfahrt und der Ausfahrt des Gelenkwagens in einen bzw. aus einem Gleisbogen nicht exakt vorliegen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Losrädern eines Fahrwerks der gattungsgemäßen Art die Eigenschaft der selbsttätigen tangentialen Einstellung zur Schiene zu verleihen, wobei diese Eigenschaft sowohl in der Geraden als auch in jedem beliebigen Gleisbogen bestehen soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Losräder um die senkrechte Schwenkachse unabhängig von der Stellung des Fahrwerks zu irgendwelchen anderen Fahrzeugteilen schwenken können.
Ein Fahrwerk mit den zuvor genannten Merkmalen kann vorteilhaft selbsttätig in allen Situationen eine Stellung im Spurkanal einnehmen, die das längs- und querschlupffreie Abrollen der Losräder ohne Anlaufwinkel zur Schiene hin ermöglicht.
Die Koppelung der Lenkbewegungen der Losräder erfolgt nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung derart, daß die Lenkwinkel der jeweils hintereinander angeordneten Losräder betragsmäßig stets gleich groß sind, jedoch in entgegengesetzter Richtung, während die Lenkwinkel der jeweils einer Fahrwerksquerebene zugeordneten Losräder gleich sind oder nur um das Maß verschieden sind, wie es für den Ausgleich des Radienunterschiedes zwischen der bogenäußeren Schiene und der bogeninneren Schiene sinnvoll ist.
Gemäß einer nächsten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind für die Drehzahlkoppelung der hintereinander angeordneten Losräder formschlüssig arbeitende Verbindungsmittel vorgesehen, die einen den Lenkbewegungen der Losräder entsprechenden Längenausgleich beinhalten. Als formschlüssig arbeitende Verbindungsmittel sind beispielsweise Ketten oder Zahnriemen mit zugehörigen, am jeweiligen Losrad befestigten Zahnrädern denkbar.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verbindungsmittel jeweils mindestens aus zwei Winkelgetrieben und einer in ihrer Länge veränderbaren Koppelwelle gebildet sind. Ein Winkelgetriebe jeder Fahrwerkslängsseite kann mit der Antriebswelle eines Fahrmotors verbunden sein, der z. B. am oder im Wagenkasten des Schienenfahrzeugs angeordnet ist.
Um die Drehzahlkoppelung der hintereinander angeordneten Losräder vorteilhaft mit einem Antrieb zu kombinieren, besteht eine nächste Ausführungsform der Erfindung darin, daß die Verbindungsmittel jeweils zwei Winkelgetriebe, einen damit verbundenen längsliegenden Fahrmotor sowie eine zwischen dem jeweiligen Winkelgetriebe und dem Losrad angeordnete Ausgleichskupplung aufweisen.
Im Hinblick auf eine robuste Gestaltung des Fahrwerks mit rein mechanischen Mitteln, ist nach erfindungsgemäßen Weiterbildungen vorgesehen, daß die Lenkkoppelung der Losräder nur über Lenker oder über Hebel und Lenker erfolgt.
Um auf besonders einfache Weise Einheiten von Losradpaaren zu schaffen, sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Losräder einer Fahrwerksquerebene jeweils durch eine nicht rotierende Achsbrücke verbunden sind.
Gemäß einer vor allem für den Fahrkomfort günstigen Ausgestaltung der Erfindung sind die Losräder über Primärfedern abgefedert, wobei die Federn ihrer Elastizität entsprechende Bewegungen der Losräder nicht nur in vertikaler Richtung, sondern auch in Querrichtung und vor allem für die Lenkbewegungen der Losräder in Längsrichtung zulassen. Die vertikalen Federbewegungen der Losräder können über dieselben Ausgleichskupplungen kompensiert werden, welche die Lenkbewegungen der Losräder zueinander erlauben.
Eine weitere, günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Schwenkachsen der Losräder virtuell ausgebildet sind.
Im weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind. Die Fig. 1a, 1b, 2, 3 und 4 zeigen jeweils das Prinzip eines Koppelradfahrwerks in der Draufsicht.
Wie aus den Fig. 1a, 1b und 2 ersichtlich ist, hat das Fahrwerk insgesamt vier Losräder 1, die paarweise an jeweils einer Achsbrücke 2 drehbar gelagert sind. Die nicht rotierenden Achsbrücken 2 können in Richtung auf das Niveau der Schienen 11 gekröpft ausgebildet sein, um auch im Bereich des Fahrwerks einen Niederflur-Stadtbahnwagen mit tiefliegendem Fußboden zu ermöglichen.
Die in Längsrichtung des Fahrwerks hintereinander angeordneten Losräder 1 sind in ihrer Drehzahl durch formschlüssig arbeitende Verbindungsmittel gekoppelt. Gemäß Fig. 1a und 1b erfolgt diese Koppelung über ein an jedem Losrad 1 angeschlossenes Winkelgetriebe 3 und jeweils eine Koppelwelle 4. Nach Fig. 2 sind die Losräder 1 jeder Fahrwerksseite mit Hilfe eines Fahrmotors 5 und der Winkelgetriebe 3 mit im Ausführungsbeispiel weiteren Stirnrädern 3a in ihrer Drehzahl gekoppelt und natürlich angetrieben.
Zusätzlich zu der vorbeschriebenen Drehzahlkoppelung sind die beiden aus Losrädern 1 einer Fahrwerksquerebene gebildeten Radpaare in ihren Lenkbewegungen um senkrechte, in der Längsmittenachse des Fahrwerks angeordnete Schwenkachsen 12 derart miteinander gekoppelt, daß die Lenkwinkel dieser Radpaare betragsmäßig stets gleich groß sind, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Die Lenkkoppelung der Losradpaare erfolgt beispielsweise durch den aus Fig. 1b ersichtlichen Lenker 8 oder durch die aus Fig. 1a und Fig. 2 ersichtlichen Hebel 7 und Lenker 8. Die Schwenkachsen 12 können körperlich ausgebildet sein (Fig. 1a und 1b) oder als virtuelle Achsen existieren (Fig. 2). Im Hinblick auf die Lenkbewegungen der Losradpaare sind die Koppelwellen 4 bei Fig. 1a und 1b in ihrer Länge teleskopartig veränderbar, z. B. durch integrierte Verzahnungen. Bei Fig. 2 ermöglichen zwischen jedem Losrad 1 und den Getriebemitteln angeordnete Ausgleichskupplungen 6 die besagten Lenkbewegungen. In engen Gleisbögen mit etwa 25 m Radius und bei einem Achsstand des Fahrwerks von z. B. 1800 mm liegen die Lenkwinkel in einer Größenordnung von 2° (bei dem einen Losradpaar + 2°, bei dem anderen - 2°).
Wie in Fig. 2 dargestellt, können die Achsbrücken 2 über Primärfedern 9 gegenüber einem Fahrwerksrahmen 10 abgefedert werden. Die Federn 9 - vorzugsweise Flexicoilfedern - sollen auch ihrer Elastizität entsprechende Federbewegungen der jeweiligen Achsbrücke 2 in Längsrichtung zulassen, um die gewünschte Lenkbewegung der Losradpaare zu ermöglichen. Die beispielhaft dargestellte Lenkkoppelung der beiden Radpaare in Fig. 2 läßt auch eine querelastische Radpaarführung über diese Primärfedern 9 im Fahrwerksrahmen 10 zu, ohne daß Querbewegungen der Radpaare die Lenkkoppelung beeinflussen. Zudem bleiben im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 alle Lagerstellen, die zur Darstellung der virtuellen Schwenkachsen 12 ausgeführt sind, frei von vertikalen Lasten. Die Ausgleichskupplungen 6 kompensieren alle Federbewegungen der Achsbrücken 2 in bezug auf den Fahrwerksrahmen 10 sowie eventuelle Federbewegungen der Motor-Getriebe-Einheiten (Teile 5 und 3 bzw. 3a), die ihrerseits elastisch am Fahrwerksrahmen 10 aufgehängt sein können.
In Fig. 3 und 4 ist im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen nach Fig 1a, 1b und 2, bei denen die Schwenkachsen 12 der Losräder 1 einer Fahrwerksquerebene in einer gemeinsamen, in Radpaarmitte liegenden Schwenkachse zusammengefaßt sind, jedem Losrad 1 eine gesonderte, innerhalb der Spurweite liegende Schwenkachse 12 zugeordnet. Der Vorteil dieser gesonderten Schwenkachsen 12 besteht darin, daß bei vergleichbaren Schwenkwinkeln geringere Längsverschiebewege der Losräder 1 gegenüber den Getriebemitteln 3 und 3a auftreten und dadurch die Auslegung der Ausgleichskupplungen 6 vereinfacht wird.
Gemäß Fig. 3 sind die Losräder 1 jeweils an einem Achsschenkel 13 drehbar gelagert. Die Achsschenkel 13 der einer Fahrwerksquerebene zugeordneten Losräder 1 sind ihrerseits jeweils an einer Achsbrücke 2 um die Schwenkachsen 12 lenkbar befestigt. Die Achsbrücken 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel gegenüber dem Fahrwerksrahmen 10 nicht schwenkbar; die Lenkbewegungen werden nur von den Losrädern 1 und den zugehörigen Achsschenkeln 13 ausgeführt, wobei deren Lenkbewegungen wiederum über Lenker 8 und Hebel 7 gekoppelt sind.
Nach Fig. 4 sind die Schwenkachsen 12 eines jeden Losrades 1 einzeln virtuell ausgebildet. Dies erfolgt mit Hilfe unterer Radlenker 14, wobei der Schnittpunkt der verlängerten Längsachsen der beiden einem Losrad 1 zugeordneten unteren Radlenker 14 die virtuelle Schwenkachse 12 darstellt. Gleichzeitig übernehmen die unteren Radlenker 14 gemeinsam mit oberen Radlenkern 14a die Querführung der Losräder 1. Vertikal sind die Losräder 1 über Primärfedern 9 abgestützt, und zwar in diesem Ausführungsbeispiel gegenüber dem aus dem Fahrmotor 5 und den Getriebemitteln gebildeten Antriebsblock. Dieser Antriebsblock erfüllt somit die tragende Funktion eines Längsträgers des Fahrwerks, so daß der übrige Fahrwerksrahmen 10 sehr einfach gestaltet werden kann und im wesentlichen nur noch die Aufgabe zu erfüllen hat, das Spurmaß zu wahren. Die Lenkkopplung der Losräder 1 erfogt auch im Beispiel der Fig. 4 durch Lenker 8 und Hebel 7. Durch entsprechende Anordnung der Angriffspunkte der Lenker 8 an den Hebeln 7 können auf einfache Weise für die Losräder 1 einer Fahrwerksquerebene entweder gleiche Lenkwinkel oder aber entsprechend eines gewünschten Ausgleiches des Radienunterschiedes zwischen der bogenäußeren Schiene und der bogeninneren Schiene geringfügig unterschiedliche Lenkwinkel erzielt werden.
Der das Koppelradfahrwerk bestimmende Grundgedanke der Spurführung ist vereinfacht ausgedrückt folgender:
Befindet sich das Fahrwerk in einer Schrägstellung im Spurkanal, d. h., es liegt ein Fehllenkwinkel vor, so führt dies zwangsläufig dazu, daß das vorlaufende Losradpaar beispielsweise an der linken Schiene 11 anläuft, während das nachlaufende Radpaar an der anderen, rechten Schiene 11 anläuft. Dies bedeutet, daß die hintereinander angeordneten, drehzahlgekoppelten Losräder 1 ihren Radaufstandspunkt bei verschiedenen Raddurchmessern haben. Bei der in diesem Beispiel betrachteten Stellung des Fahrwerks würde das linke vorlaufende Losrad 1 auf großem Raddurchmesser abrollen und das linke nachlaufende Rad 1 auf kleinem Durchmesser. Beide Räder 1 haben dieselbe Drehzahl, legen aber aufgrund der unterschiedlichen Raddurchmesser unterschiedliche Wege in gleicher Zeit zurück, d. h., ihr Radstand ändert sich. In umgekehrter Richtung läuft der gleiche Vorgang auf der anderen Seite des Fahrwerks ab.
Diese gegensätzliche Veränderung des Radstandes auf der linken und der rechten Fahrwerksseite ist gleichbedeutend mit einer Schwenkbewegung der Losräder 1 um ihre jeweilige Schwenkachse 12. Es erfolgt also eine Korrektur des Lenkwinkels der Losräder 1 solange, wie die hintereinander laufenden Räder nicht auf gleichem Durchmesser abrollen. Das System ist also stets bestrebt, Fehllenkwinkel zu korrigieren, die ihr Resultat in der Veränderung der Lage der Radaufstandspunkte haben und somit in der Veränderung der wirksamen Raddurchmesser. Letztlich wird also dieses System ohne Fehllenkwinkel fahren. Wenn ohne Fehllenkwinkel gefahren wird, kann schließlich die, wenn auch nur geringe, zentrierende Eigenschaft eines Losrades wirken.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildetenen Koppelradfahrwerk werden also nicht nur alle Nachteile eines Losrades gegenüber einem konventionellen Radsatz vermieden, sondern die Vorteile des Radsatzes für die Fahrt in der Geraden und im Gleisbogen mit großem Radius auch in engen Gleisbögen beibehalten.
Liste der Bezugszeichen
1
Losrad
2
Achsbrücke
3
Winkelgetriebe
3a
Stirnräder
4
Koppelwelle
5
Fahrmotor
6
Ausgleichskupplung
7
Hebel
8
Lenker
9
Primärfeder
10
Fahrwerksrahmen
11
Schienen
12
Schwenkachse
13
Achsschenkel
14
unterer Radlenker
14a
oberer Radlenker

Claims (10)

  1. Fahrwerk für Schienenfahrzeuge, insbesondere NiederflurStadtbahnwagen, mit vier Losrädern (1), von denen die beiden in einer Fahrwerksquerebene angeordneten Losräder (1) jeweils ein Losradpaar ohne Koppelung der Drehbewegung dieser Losräder (1) bilden, wobei die in Längsrichtung des Fahrwerks hintereinander angeordneten Losräder (1) in ihrer Drehzahl gekoppelt sind, wobei die in einer Fahrwerksquerebene angeordneten Losräder (1) jeweils um eine innerhalb ihrer Spurweite angeordnete senkrechte Schwenkachse (12) schwenken können und in ihren Schwenk- bzw. Lenkbewegungen mit den in einer anderen Fahrwerksquerebene angeordneten Losrädern gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Losräder um die senkrechte Schwenkachse (12) unabhängig von der Stellung des Fahrwerks zu irgendwelchen anderen Fahrzeugteilen schwenken können.
  2. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkwinkel der jeweils hintereinander angeordneten Losräder (1) betragsmäßig stets gleich groß sind, jedoch in entgegengesetzter Richtung, während die Lenkwinkel der jeweils einer Fahrwerksquerebene zugeordneten Losräder (1) gleich sind oder nur um das Maß verschieden sind, wie es für den Ausgleich des Radienunterschiedes zwischen der bogenäußeren Schiene und der bogeninneren Schiene sinnvoll ist.
  3. Fahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Drehzahlkoppelung der hintereinander angeordneten Losräder (1) formschlüssig arbeitende Verbindungsmittel vorgesehen sind, die einen den Lenkbewegungen der Losräder (1) entsprechenden Längenausgleich beinhalten.
  4. Fahrwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel jeweils mindestens aus zwei Winkelgetrieben (3) und einer in ihrer Länge veränderbaren Koppelwelle (4) gebildet sind.
  5. Fahrwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel jeweils zwei Winkelgetriebe (3), einen damit verbundenen längsliegenden Fahrmotor (5) sowie eine zwischen dem jeweiligen Winkelgetriebe (3) und dem Losrad (1) angeordnete Ausgleichskupplung (6) aufweisen.
  6. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkkoppelung der Losräder (1) nur über Lenker (8) erfolgt.
  7. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkkoppelung der Losräder (1) über Hebel (7) und Lenker (8) erfolgt.
  8. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Losräder (1) einer Fahrwerksquerebene jeweils durch eine nicht rotierende Achsbrücke (2) verbunden sind.
  9. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Losräder (1) über Primärfedern (9) abgefedert sind, wobei die Federn (9) ihrer Elastizität entsprechende Bewegungen der Losräder (1) nicht nur in vertikaler Richtung, sondern auch in Querrichtung und vor allem für die Lenkbewegungen der Losräder (1) in Längsrichtung zulassen.
  10. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (12) der Losräder (1) virtuell ausgebildet sind.
EP95105232A 1994-04-23 1995-04-07 Fahrwerk für Schienenfahrzeuge Expired - Lifetime EP0678435B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4414293 1994-04-23
DE4414293A DE4414293C1 (de) 1994-04-23 1994-04-23 Fahrwerk für Schienenfahrzeuge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0678435A1 EP0678435A1 (de) 1995-10-25
EP0678435B1 true EP0678435B1 (de) 1998-06-24

Family

ID=6516314

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