EP0714358B1 - Kuppelbare fahrwerkanordnung zum tragen und querneigen eines wagenkastens - Google Patents

Kuppelbare fahrwerkanordnung zum tragen und querneigen eines wagenkastens Download PDF

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EP0714358B1
EP0714358B1 EP95920721A EP95920721A EP0714358B1 EP 0714358 B1 EP0714358 B1 EP 0714358B1 EP 95920721 A EP95920721 A EP 95920721A EP 95920721 A EP95920721 A EP 95920721A EP 0714358 B1 EP0714358 B1 EP 0714358B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
couplable
frame
bogie
bogie design
design according
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP95920721A
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English (en)
French (fr)
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EP0714358A1 (de
Inventor
Richard Schneider
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Alstom Schienenfahrzeuge AG
Original Assignee
Fiat Sig Schienenfahrzeuge AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • B61F5/42—Adjustment controlled by buffer or coupling gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
    • B61F5/24—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes

Definitions

  • the invention relates to a detachable chassis arrangement a rigid chassis frame for carrying and transverse inclination a car body for high-speed rail vehicles.
  • WO 87/05 873 is in the state of the art Low-floor rail vehicle known to consist of two portal-like, driven single-wheel trolleys or two driveless independent wheel drives with steered wheels consists of a carrying and supply unit are connected to each other and as a gantry undercarriage load-bearing and movable unit for receiving a form container-like passenger or payload cell.
  • Such portal trolleys allow an extremely low, continuous floor covering over the entire length of the vehicle, but due to the in the support and supply part installed aggregates a relatively high center of gravity on so that they are not outfitted with one Cross slope device are suitable.
  • the steered single wheels are for small curve radii, such as occur on trams, very well suited to the straightening forces when cornering and thus the wear of the wheel / rail pairing considerably to reduce, but have with fast-moving rail vehicles the not insignificant problem of the one-sided Wheel start and the tilting moment of the idler gear bearing its very small base.
  • WO 91/02 673 shows two steerable single-axis single drives, which by a defining their axis distance as well the rigid and absorbing the driving and braking forces torsionally soft connecting link, which of the recording of a low-floor car body, cannot be separated are interconnected.
  • This solution refers to fixed, not in operation separable train sets with a car body one end on a single wheel set and the other end on Support the drive of the leading neighboring car body, see above that each individual wheelset undercarriage turns automatically sets radial arc.
  • Separable individual vehicles are an advantage.
  • the object of the present invention is a detachable Chassis arrangement with a rigid chassis frame Carrying and transverse inclination of a car body for fast-moving To create rail vehicles.
  • the design according to the invention makes a low-floor Rail vehicle for high driving speeds created in which the undercarriage together with two Single wheelsets form an autonomous unit. This can pass through arches at increased speed without that the passengers increased centrifugal forces or the wheel / rail pairing too high forces and increased wear are exposed.
  • FIGS 1 to 3 show two two-axle rail vehicles 1, 1 'with single wheelsets 2, 3, 2', 3 ', have a common chassis frame 4, 4 'in pairs, which is a direct suspension 5, 5 'on each wheelset single chassis 2, 3, 2 ', 3' supports.
  • the chassis frame 4, 4 ' are interconnected by a separable coupling system 6, 6 'connected to which a control device 7, 7' for Radial radial adjustment of the wheelset single trolleys 2, 3, 2 ', 3' is arranged.
  • a low-floor car body 8, 8 ' preferably under Interposition of an active transverse tilting device 9, 9 ' supported and with an easily separable personal transfer device 10, 10 'provided by the Coupling system 6, 6 'can be carried and carried or is self-supporting.
  • Two wheelset single trolleys 2, 3, 2 ', 3' are used a defining their axis distance as well as the drive and Chassis frame 4, 4 'absorbing braking forces with one another connected.
  • Each movable unit 11, 11 ' serves the Container-like reception of a car body 8, 8 '. This can either be self-supporting or not self-supporting be trained and focus on at least two positions Support on the chassis frame 4, 4 '.
  • the chassis frame 4, 4 ' consists essentially of a long, flat continuous base plate 18, which in the area of Wheels (13, 13 ') of the wheelset single trolleys 2, 3, 2', 3 ' laterally upwards with supports 14, 14 'for the Recording the direct suspension 5, 5 'is formed.
  • the lateral supports 14, 14 ' are provided with openings 15, 15' for the wheels 13, 13 'of the single wheel trolleys 2, 3, 2', 3 ' provided, alternatively there are closed wheel protection boxes conceivable.
  • an active transverse tilting device 9, 9 ' is arranged, which actuated via an electrically driven adjusting element 20 is and is preferably designed as a roller conveyor, wherein the chassis frame 4, 4 'the runway segments 21, 21' and the car body 8, 8 'the rollers 22, 22' or vice versa records. It is also conceivable to use a known one Cable car principle, in which the rollers 22, 22 'on one move approximately semicircular cable car, or one Cross mechanism by means of pendulum supports or pendulum hangers.
  • the active transverse tilting device can also be carried out hydraulically or pneumatically.
  • container-like car body 8, 8 'without transverse tilting device 9, 9 ' only using damping rubber-metal part elements or hydraulic bearings of known design directly to be supported on the chassis frame 4, 4 '.
  • the undercarriage frames 4, 4 ' are mutually in accordance with FIG. 2 connected via a separable coupling system 6, 6 ', which the coupling length is zero.
  • This is at everyone Chassis frame 4, 4 'a coupling half 23, 23' arranged, which, for example, as a separable rod coupling or as automatic clutch can be formed.
  • In parallel is a transversely rigid and longitudinally displaceable, in separable joint 24, 24 'is provided.
  • the wheelset single trolleys 2, 3, 2 ', 3' entire cross travel is imposed by the direct suspension 5, 5 'according to the invention is executed. Due to the direct suspension 5, 5 'any suspension and Damping around and in all axes as well as the turning movement due to cornering already between the single wheelsets 2, 3, 2 ', 3' and the chassis frame 4, 4 ' added so that between the chassis frame 4, 4 'and Car body 8, 8 'except for the bank slope no significant Relative movements occur more.
  • chassis frame 4, 4 'and Car body 8, 8 'to provide multi-axle suspensions thus enable additional relative movements.
  • a wheel set control engages on each coupling half 23, 23 ' 25, 25 'for the radial adjustment of the Wheelset single trolleys 2, 3, 2 ', 3' when traveling on bends.
  • the clutch 23, 23 'in mirror image Arrangement actuated each a wishbone 26, 26 ', the one arranged pivotably on the chassis frame 4, 4 ' Angle levers 27, 27 'each via a trailing arm 28, 28' a c-shaped wishbone bracket 29, 29 'of a single wheel set 2, 3, 2 ', 3' acts. All Connection points of the control device 7, 7 'are with rubber-elastic bearings, the gimbal Allow movements.
  • the wheelset single trolleys 2, 3, 2 ', 3' are on the Coupling system 6, 6 'performed according to the invention, the Control device 7, 7 'by the arrangement shown Wishbone 26, 26 'is decoupled in the longitudinal direction.
  • each wheelset has individual undercarriage 2, 3, 2 ', 3' to support the Running gear frame 4, 4 ', 44, 44' via a direct suspension 5, 5 ', preferably from an air spring known per se 30, 30 'with one in series or in parallel with delayed Engagement arranged rubber emergency spring 31, 31 '.
  • the direct suspension 5, 5 ' is designed such that it all vertical movements, but also the horizontal ones Cross movements as well as turning out between single wheelset 2, 3, 2 ', 3' and undercarriage frames 4, 4 'as a result Cornering can be adopted. This affects advantageous from the fact that the latter two types of movement between the chassis frame 4, 4 'and the car body 8, 8' as well as between the two two-axle rail vehicles 1, 1 'no longer occur.
  • axle bearings 32, 32 'of a wheel set 33, 33' are connected via a c-shaped wishbone bracket 29, 29 ' interconnected, which is preferably angularly rigid is executed. This allows for an angularly rigid Execution of the axle bearings can be dispensed with, so that any single or double row spherical, tapered or cylindrical roller bearings can be used.
  • the wishbone bracket 29, 29 ' is on its two outer Ends with a stabilizer bar 35, 35 'in vertical Direction supported on chassis frame 4, 4 ', 44, 44' and has one approximately horizontally in the longitudinal direction arranged trailing arms 28, 28 '.
  • the longitudinal forces are so from the wheelset 33, 33 'via the axle control arm 29, 29' and the trailing arms 28, 28 'transmitted from the angle levers 27, 27 'deflected and via the wishbones 26, 26' on the Transfer clutch 6, 6 '. Because from the other side the power is the same size and oppositely directed no control movements are indicated and the control device 7, 7 'not activated.
  • a chassis frame 44, 44 'shown in FIGS. 5 and 6' requires a self-supporting car body 8, 8 ', the on the undercarriage frames 44, 44 'of both wheelset single undercarriages 2, 3, 2 ', 3' supports.
  • the chassis frame 44, 44 ' consists of an outer wheel 13, 13' each Support 14, 14 ', which is on the direct suspension 5, 5 'supports.
  • the two outer supports 14, 14 ' are via two arranged laterally next to the axle shaft 36 and up at the height of which cross members 37, 37 'are cranked together connected. So in this area the low-floor Floor 12, 12 'of car body 8, 8' trough-shaped 17 be passed through.
  • This form of training is compared to a chassis frame 4, 4 'according to FIG. 4 much easier and cheaper.
  • chassis frame 4, 4 ', 44, 44' an active, not shown, known per se Cross spring device arranged.
  • chassis frame 4, 4 ', 44, 44' and single wheelset 2, 3, 2 ', 3' further additional spring elements, such as active cross and Vertical dampers, as well as active, passive or switchable Rollers are arranged.
  • the axle control arm 29, 29 ' also serves to accommodate Disc brake units 38, 38 'which take into account the consistently low floor 12, 12 'of the rail vehicles 1, 1 'are preferably designed as wheel disc brakes.
  • one or more of the individual wheelsets 2, 3, 2 ', 3' can also be driven.
  • a well-known is Drive motor, for example on the chassis frame 4, 4 ' suspended and preferably in the area of one of the seat boxes 34, 34 'of the car body 8, 8' arranged.
  • the drive on one or more wheel sets 33, 33 'then takes place by means of a cardan shaft via an angular gear, which is optional be arranged in the center of the axle or on the outside of the axle stub can.
  • a Direct drive for example by a known one Wheel hub motor, provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine kuppelbare Fahrwerkanordnung mit einem biegesteifen Fahrwerkrahmen zum Tragen und Querneigen eines Wagenkastens für schnellfahrende Schienenfahrzeuge.
Mit der WO 87 / 05 873 ist im Stand der Technik ein Niederflur-Schienenfahrzeug bekannt, das aus zwei portalartigen, angetriebenen Einzelradfahrwerken oder zwei antriebslosen Einzelradlaufwerken mit gelenkten Rädern besteht, welche durch eine Trag- und Versorgungseinheit miteinander verbunden sind und als Portalfahrwerk eine in sich tragende und verfahrbare Einheit zur Aufnahme einer containerartigen Fahrgast- oder Nutzlastzelle bilden.
Derartige Portalfahrwerke erlauben einen extrem niederen, über die ganze Fahrzeuglänge eben durchgehenden Fussboden, weisen aber aufgrund der im Trag- und Versorgungsteil untergebrachten Aggregate eine relativ hohe Schwerpunktlage auf, so dass sie sich nicht für die Ausstattung mit einer Querneigeeinrichtung eignen. Die gelenkten Einzelräder sind für kleine Kurvenradien, wie sie bei Strassenbahnen vorkommen, sehr gut geeignet, um die Richtkräfte bei Kurvenfahrt und damit den Verschleiss der Rad-/Schiene-Paarung erheblich zu reduzieren, haben aber bei schnellfahrenden Schienenfahrzeugen das nicht unerhebliche Problem des einseitigen Radanlaufs und des Kippmomentes der Losrad-Lagerung auf seiner sehr kleinen Basis.
Die WO 91 / 02 673 zeigt zwei lenkbare Einachs-Einzel-laufwerke, die durch ein ihre Achsdistanz festlegendes sowie die Antriebs- und Bremskräfte aufnehmendes biegesteifes und verwindungsweiches Verbindungsglied, welches der Aufnahme eines niederflurigen Wagenkastens dient, nicht trennbar untereinander verbunden sind.
Eine Kombination der Niederflurigkeit mit der Neigetechnik ist bei dieser Lösung jedoch nicht gegeben.
Dafür sind mit der US - PS 2 893 326 schnellfahrende Schienenfahrzeuge mit Radsatz-Einzelfahrwerken und einstufiger Federung bekannt, auf denen ein quer neigbarer niederfluriger Wagenkasten ruht.
Diese Lösung bezieht sich auf feste, im Betrieb nicht trennbare Zugsgarnituren, bei denen sich ein Wagenkasten einenends auf einem Radsatz-Einzelfahrwerk und anderenends am Laufwerk des vorlaufenden Nachbar-Wagenkastens abstützt, so dass sich jedes Radsatz-Einzelfahrwerk bei Kurvenfahrt automatisch bogenradial einstellt.
Um sich den Nachfrageschwankungen beim Passagieraufkommen entsprechend anpassen zu können, sind für den Betrieb trennbare Einzelfahzeuge von Vorteil.
Bogenradial einstellbare Radsatz-Einzelfahrwerke, die paarweise unter einem Wagenkasten angeordnet und kupplungsgesteuert kurvenradial einstellbar sind, zeigt schliesslich die CH - PS 329 987.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kuppelbare Fahrwerkanordnung mit einem biegesteifen Fahrwerkrahmen Zum Tragen und Querneigen eines Wagenkastens für schnellfahrende Schienenfahrzeuge zu schaffen.
Gelöst wird Anspruch die Aufgabe durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale.
Durch die erfindungsgemässe Ausführung wird ein niederfluriges Schienenfahrzeug für hohe Fahrgeschwindigkeiten geschaffen, bei dem der Fahrwerkrahmen zusammen mit zwei Radsatz-Einzelfahrwerken eine autonome Einheit bildet. Diese können Bögen mit erhöhter Geschwindigkeit durchfahren, ohne dass dabei die Passagiere erhöhten Fliehkräften oder die Rad-/Schiene-Paarung zu hohen Kräften und erhöhtem Verschleiss ausgesetzt sind.
Dieses Problem ist mit den bislang im Stand der Technik bekannten Mitteln nicht lösbar.
Die Erfindung wird anschliessend anhand einer Zeichnung beispielsweise erläutert sowie deren Wirkung und Funktionsweise beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung von zwei miteinander gekuppelten zweiachsigen Schienenfahrzeugen in der Seitenansicht,
Fig. 2
eine schematische Darstellung von zwei miteinander gekuppelten zweiachsigen Schienenfahrzeugen in der Draufsicht,
Fig. 3
eine schematische Darstellung von Fig. 1 und 2 in Stirnansicht,
Fig. 4
eine Ansicht des die beiden Radsatz-Einzelfahrwerke verbindenden Fahrwerkträgers,
Fig. 5 und 6
eine perspektivische Darstellung einer vorteilhaften Ausbildungsform eines Radsatz-Einzelfahrwerks.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen zwei zweiachsige Schienenfahrzeuge 1, 1' mit Radsatz-Einzelfahrwerken 2, 3, 2', 3', die paarweise einen gemeinsamen Fahrwerkrahmen 4, 4' aufweisen, der sich über eine Direktabfederung 5, 5' auf jedem Radsatz-Einzelfahrwerk 2, 3, 2', 3' abstützt. Die Fahrwerkrahmen 4, 4' sind miteinander durch ein trennbares Kupplungssystem 6, 6' verbunden, an dem eine Steuereinrichtung 7, 7' für die kurvenradiale Einstellung der Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' angeordnet ist. Auf den Fahrwerkrahmen 4, 4' ist je ein niederfluriger Wagenkasten 8, 8' vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer aktiven Querneigeeinrichtung 9, 9' abgestützt und mit einer leicht trennbaren Personenübergangseinrichtung 10, 10' versehen, die vom Kupplungssystem 6, 6' geführt und getragen werden kann oder selbsttragend ausgeführt ist.
Je zwei Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' werden durch einen ihre Achsdistanz festlegenden sowie die Antriebs- und Bremskräfte aufnehmenden Fahrwerkrahmen 4, 4' miteinander verbunden. Hierdurch entsteht eine eigenständige, verfahrbare Einheit 11, 11', die untereinander kuppelbar 6, 6' sind und die beispielsweise gegenüber konventionellen Drehgestellen bei der Auslieferung den Vorteil aufweisen, dass sie, an einen zugsverband angehängt, eigenständig überführt werden können, ohne dass sie auf Transportwaggons verladen werden müssen. Jede verfahrbare Einheit 11, 11' dient der containerartigen Aufnahme eines Wagenkastens 8, 8'. Dieser kann wahlweise selbsttragend oder nicht selbsttragend ausgebildet sein und sich dabei auf mindestens zwei Stellen am Fahrwerkrahmen 4, 4' abstützen.
Hierzu ist gemäss Figur 4 ein Fahrwerkrahmen 4, 4' in seiner Längsrichtung biegesteif und in Richtung diagonal quer verwindungsweich ausgebildet, so dass er alle Zug- und Druckkräfte in Längs - und Querrichtung aufzunehmen vermag. Er stellt die Trag- und Versorgungseinheit eines Schienenfahrzeuges 1, 1' dar und dient zur Unterbringung sämtlicher Betriebsmittel, wie Antriebsanlage, Strom-, Elektronik- und Druckluftaggregate sowie Klimaanlage und dem Zusatzluftvolumen für die Direktabfederung 5, 5' im Falle der Verwendung von Luftfedern.
Der Fahrwerkrahmen 4, 4' besteht im wesentlichen aus einer langen, eben durchgehenden Grundplatte 18, die im Bereich der Räder (13, 13') der Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' seitlich nach oben hin mit Abstützungen 14, 14' für die Aufnahme der Direktabfederung 5, 5' ausgebildet ist. Die seitlichen Abstützungen 14, 14' sind mit Oeffnungen 15, 15' für die Räder 13, 13' der Einzelrad-Fahrwerke 2, 3, 2', 3' versehen, alternativ sind auch geschlossene Radschutzkästen denkbar. Im Bereich der seitlichen Abstützungen 14, 14' entsteht so ein in Querrichtung u- oder v-förmiger Querschnitt 16, 16', der für die trogartige 17 Hindurchführung eines niederflurigen Fussbodens 12, 12' des Wagenkastens 8, 8' vorgesehen ist. Dabei ragen die seitlichen Abstützungen 14, 14' für die Direktabfederung 5, 5' vorzugsweise in den Raum der Sitzkästen 34, 34' des Wagenkastens 8, 8' hinein. Der Fahrwerkrahmen 4, 4' ist auf beiden Stirnseiten 19, 19' zur Aufnahme des Kupplungssystems 6, 6' ausgebildet.
Zwischen dem Fahrwerkrahmen 4, 4' und dem Wagenkasten 8, 8' ist eine aktive Querneigeeinrichtung 9, 9' angeordnet, die über ein elektrisch angetriebenes Verstellelement 20 betätigt wird und vorzugsweise als Rollenbahn ausgebildet ist, wobei der Fahrwerkrahmen 4, 4' die Rollbahn-Segmente 21, 21' und der Wagenkasten 8, 8' die Rollen 22, 22' oder umgekehrt aufnimmt. Denkbar ist auch die Anwendung eines bekannten Seilbahn-Prinzips, bei dem sich die Rollen 22, 22' auf einer annähernd halbkreisförmigen Seilbahn bewegen, oder eine Querneigemechanik mittels Pendelstützen oder Pendelgehängen.
Alternativ kann die aktive Querneigeeinrichtung auch hydraulisch oder pneumatisch ausgeführt sein.
Durch die Anordnung von einem die beiden Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' verbindenden Fahrwerkrahmen 4, 4, ist es auch möglich, die Querneigung zwischen Fahrwerkrabmen 4, 4' und Wagenkasten 8, 8' mit nur einer Querneigeeinrichtung (9, 9') pro Schienenfahrzeug 1, 1' zu erzeugen. Dabei kann das elektrisch angetriebene Verstellelement (20) am Fahrwerkrahmen 4, 4' an beliebiger Stelle angeordnet sein, vorzugsweise jedoch in der Mitte eines Schienenfahrzeuges 1, 1' oder nahe bei einem der Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3'.
In einer einfacheren Ausbildungsform ist es auch denkbar, den containerartigen Wagenkasten 8, 8' ohne Querneigeeinrichtung 9, 9', lediglich unter Verwendung von dämpfenden Gummi-Metallteil-Elementen oder Hydrolagern bekannter Bauart direkt auf dem Fahwerkrahmen 4, 4' abzustützen.
Dieses rationelle Montageprinzip erlaubt eine rasche Bestückung der verfahrbaren Einheiten 11, 11' mit containerartigen Wagenkasten 8, 8' für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle.
So können sehr einfache und preiswerte Wagenkasten 8, 8' realisiert werden, die, sobald sie nicht mehr zeitgemäss sind, durch solche mit einem neuen Design oder einem anderen Anwendungsprofil rasch ersetzt werden können.
Die Fahrwerkrahmen 4, 4' sind untereinander gemäss Figur 2 über ein trennbares Kupplungssystem 6, 6' verbunden, welches die Kupplungslänge Null aufweist. Hierzu ist an jedem Fahrwerkrahmen 4, 4' eine Kupplungshälfte 23, 23' angeordnet, die beispielsweise als trennbare Stangenkupplung oder als automatische Kupplung ausgebildet sein kann. Parallel hierzu ist ein in Querrichtung starres und längs verschiebbares, in sich trennbares Gelenk 24, 24' vorgesehen. Zusätzlich können alle Intercar-Connections, wie Federung und Dämpfung in und um alle Achsen zwischen den Fahrwerkrahmen 4, 4' zweier benachbarter Schienenfahrzeuge 1, 1', aufgenommen werden.
Hierdurch wird den Radsatz-Einzelfahrwerken 2, 3, 2', 3' der gesamte Querfederweg aufgezwungen, der von der erfindungsgemässen Direktabfederung 5, 5' ausgeführt wird. Durch die Direktabfederung 5, 5' wird jegliche Federung und Dämpfung um und in allen Achsen sowie auch die Ausdrehbewegung infolge Kurvenfahrt bereits zwischen den Radsatz-Einzelfahrwerken 2, 3, 2', 3' und den Fahrwerkrahmen 4, 4' aufgenommen, so dass zwischen Fahrwerkrahmen 4, 4' und Wagenkasten 8, 8' ausser der Querneigung keine nennenswerten Relativbewegungen mehr auftreten.
Es ist auch denkbar, zwischen Fahrwerkrahmen 4, 4' und Wagenkasten 8, 8' mehrachsige Federungen vorzusehen, die somit zusätzliche Relativbewegungen ermöglichen. Weiter ist es denkbar, die Fahrwerkrahmen 4, 4' mit einem Kupplungssystem 6, 6' miteinander zu verbinden, welches die Kupplungslänge > 0 aufweist.
Eine auf dem Kupplungssystem 6, 6' abgestützte und die beiden Wagenkasten 8, 8' verbindende Personenübergangseinrichtung 10, 10' kann, da sie, bedingt durch das Kupplungssystem 6, 6', keinerlei Relativbewegungen in horizontaler Querrichtung mehr ausführen muss, mit einer grossen Breite realisiert werden, die annähernd derjenigen des Wagenkastens 8, 8' entspricht, was sich positiv auf den Fahrgastfluss und die Uebersichtlichkeit im Zugsverband auswirkt.
An jeder Kupplungshälfte 23, 23' greift eine Radsatz-Steuerung 25, 25' für die kurvenradiale Einstellung der Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' bei Bogenfahrt an. Hierbei wird von der Kupplung 23, 23' in spiegelbildlicher Anordnung je ein Querlenker 26, 26' betätigt, der über einen am Fahrwerkrahmen 4, 4' verschwenkbar angeordneten Winkelhebel 27, 27' via je einem Längslenker 28, 28' auf einen c-förmigen Achslenkerbügel 29, 29' eines Radsatz-Einzelfahrwerks 2, 3, 2', 3' wirkt. Sämtliche Verbindungspunkte der Steuereinrichtung 7, 7' sind mit gummielastischen Lagern ausgeführt, die kardanische Bewegungen zulassen.
Die Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' werden an dem erfindungsgemässen Kupplungssystem 6, 6' geführt, wobei die Steuereinrichtung 7, 7' durch die gezeigte Anordnung der Querlenker 26, 26' in Längsrichtung entkoppelt ist.
Gemäss den Figuren 5 und 6 verfügt jedes Radsatz-Einzelfahrwerk 2, 3, 2', 3' zur Abstützung der Fahrwerkrahmen 4, 4', 44, 44' über eine Direktabfederung 5, 5', die vorzugsweise aus einer an sich bekannten Luftfeder 30, 30' mit einer in Serie oder parallel mit verzögertem Eingriff angeordneten Gummi-Notfeder 31, 31' besteht. Diese einstufige Abfederung des Fahrwerkrahmens 4, 4', 44, 44' ist oberhalb einer jeden Achslagerstelle 32, 32' angeordnet, die sich auf einem jeden Achsschenkelende eines Radsatzes 33, 33' befindet.
Die Direktabfederung 5, 5' ist so ausgebildet, dass von ihr alle Vertikalbewegungen, aber auch die horizontalen Querbewegungen sowie das Ausdrehen zwischen Radsatz-Einzelfahrwerk 2, 3, 2', 3' und Fahrwerkrahmen 4, 4' infolge Kurvenfahrt übernommen werden können. Hierdurch wirkt sich vorteilig aus, dass die beiden letztgenannten Bewegungsarten zwischen dem Fahrwerkrahmen 4, 4' und dem Wagenkasten 8, 8' sowie auch zwischen den beiden zweiachsigen Schienenfahrzeugen 1, 1' nicht mehr auftreten.
Die beiden Achslagerstellen 32, 32' eines Radsatzes 33, 33' sind über einen c-förmigen Achslenkerbügel 29, 29' miteinander verbunden, der vorzugsweise in sich winkelsteif ausgeführt ist. Hierdurch kann auf eine winkelsteife Ausführung der Achslager verzichtet werden, so dass beliebige ein- oder zweireihige Pendel-, Kegel- oder Zylinderrollenlager zum Einsatz gelangen können.
Der Achslenkerbügel 29, 29' ist an seinen beiden äusseren Enden mit je einer Stabilisatorstange 35, 35' in vertikaler Richtung an Fahrwerkrahmen 4, 4', 44, 44' abgestützt und weist je einen in Längsrichtung annähernd horizontal angeordneten Längslenker 28, 28' auf. Die Längskräfte werden so vom Radsatz 33, 33' über den Achslenkerbügel 29, 29' und die Längslenker 28, 28' übertragen, von den Winkelhebeln 27, 27' umgelenkt und via den Querlenkern 26, 26' auf die Kupplung 6, 6' übertragen. Da von der anderen Seite die Kraft gleich gross und entgegengesetzt gerichtet ist, werden keinerlei Steuerbewegungen indiziert und die Steuereinrichtung 7, 7' nicht in Tätigkeit gesetzt. Somit beinhaltet das erfindungsgemässe Kupplungssystem 6, 6' nicht nur eine Steuereinrichtung 7, 7' für die Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3', sondern dient gleichzeitig auch deren Längsmitnahme. Hierbei sind sämtliche Verbindungspunkte der Stabilisatorstangen 35, 35', der Längslenker 28, 28' und der Querlenker 26, 26' mit gummielastischen Lagern ausgeführt, die kardanische Bewegungen zulassen.
Ein in den Figuren 5 und 6 gezeigter Fahrwerkrahmen 44, 44' setzt einen selbsttragenden Wagenkasten 8, 8' voraus, der sich auf den Fahrwerkrahmen 44, 44' beider Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' abstützt. Der Fahrwerkrahmen 44, 44' besteht aus je einer ein Rad 13, 13' umfassenden äusseren Abstützung 14, 14', welche sich auf der Direktabfederung 5, 5' abstützt. Die beiden äusseren Abstützungen 14, 14' sind über zwei seitlich neben der Achswelle 36 angeordnete und bis auf deren Höhe durchgekröpfte Querträger 37, 37' miteinander verbunden. So kann in diesem Bereich der niederflurige Fussboden 12, 12' des Wagenkastens 8, 8' trogförmig 17 hindurchgeführt werden.
Die Abstützung des Wagenkastens 8, 8' auf je einem Fahrwerkrahmen 44, 44' bei Verwendung einer Querneigeeinrichtung 9, 9' erfolgt vorzugsweise über Rollen 22, 22' auf den am Fahrwerkrahmen 44, 44' angeordneten Rollbahn-Segmenten 21, 21', wobei ein elektrisch betätigbares Verstellelement 20 zwischen Fahrwerkrahmen 44, 44' und Wagenkasten 8, 8' angeordnet ist. Diese Ausbildungsform ist gegenüber einem Fahrwerkrahmen 4, 4' gemäss Figur 4 wesentlich leichter und kostengünstiger.
In einer weiteren Ausbildungsform ist zwischen dem c-förmigen Achslenkerbügel 29, 29' und dem Fahrwerkrahmen 4, 4', 44, 44' eine nicht dargestellte, an sich bekannte aktive Querfedereinrichtung angeordnet. Zwischen Fahrwerkrahmen 4, 4', 44, 44' und Radsatz-Einzelfahrwerk 2, 3, 2', 3' können weitere zusätzliche Federelemente, wie aktive Quer- und Vertikaldämpfer, sowie aktive, passive oder schaltbare Schlingerdämpfer angeordnet sein.
Ebenso dient der Achslenkerbügel 29, 29' der Aufnahme von Scheibenbrems-Einheiten 38, 38', die mit Rücksicht auf den durchgehend niederen Fussboden 12, 12' der Schienenfahrzeuge 1, 1' vorzugsweise als Rad-Scheibenbremsen ausgebildet sind.
Bei einer erfindungsgemässen kuppelbaren Fahrwerkanordnung können eines oder mehrere der Radsatz-Einzelfahrwerke 2, 3, 2', 3' auch angetrieben sein. Hierzu ist ein bekannter Antriebsmotor beispielsweise am Fahrwerkrahmen 4, 4' aufgehängt und vorzugsweise im Bereich eines der Sitzkästen 34, 34' des Wagenkastens 8, 8' angeordnet. Der Antrieb auf einen oder mehrere Radsätze 33, 33' erfolgt dann mittels einer Kardanwelle über ein Winkelgetriebe, welches wahlweise in Achsmitte oder aussen auf dem Achsstummel angeordnet sein kann. In einer weiteren Ausbildungsform ist auch ein Direktantrieb, beispielsweise durch einen bekannten Radnabenmotor, vorgesehen.

Claims (21)

  1. Kuppelbare Fahrwerkanordnung mit einem biegesteifen Fahrwerkrahmen (4; 4') zum Tragen und Querneigen eines Wagenkastens (8; 8') für schnellfahrende Schienenfahrzeuge, wobei die Anordnung eine verfahrbare Einheit (11, 11') mit mindestens zwei Radsatz-Einzelfahrwerken (2, 3, 2', 3') aufweist, welche paarweise an einem gemeinsamen Fahrwerkrahmen (4, 4') angeordnet sind, der sich über eine Direktabfederung (5, 5') auf jedem Radsatz-Einzelfahrwerk (2, 3, 2', 3') abstützt und der Mittel (9, 9')zum Tragen und Querneigen des Wagenkastens (8, 8') aufweist.
  2. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwerkrahmen (4, 4') miteinander durch ein trennbares Kupplungssystem (6, 6') verbunden sind, welches die Kupplungslänge Null aufweist und an der eine Steuereinrichtung (7, 7')für die kurvenradiale Einstellung der Radsatz-Einzelfahrwerke (2, 3, 2', 3') angeordnet ist.
  3. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungssystem (6, 6')aus einer an jedem Fahrwerkrahmen (4, 4') angeordneten Kupplungshälfte (23, 23') und einem parallel hierzu zwischen beiden Fahrwerkrahmen (4, 4') angeordneten, in Querrichtung starren und längs verschiebbaren Gelenk (24, 24') besteht, welches in sich trennbar ist.
  4. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wagenkasten (8, 8') untereinander durch eine Personenübergangseinrichtung (10, 10')verbunden sind, die von dem Kupplungssystem (6, 6')geführt und getragen wird und die eine Breite aufweist, welche annähernd derjenigen des Wagenkastens (8. 8') entspricht.
  5. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede verfahrbare Einheit (11, 11') der containerartigen Aufnahme eines Wagenkastens (8, 8')dient, der sich an mindestens zwei Stellen (9, 9') auf dämpfenden Gummi-Metall-Elementen oder Hydrolagern auf dem Fahrwerkrahmen (4, 4') abstützt.
  6. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrwerkrahmen (4, 4') in seiner Längsrichtung biegesteif und in Richtung diagonal quer verwindungsweich und die als Trag- und Versorgungseinheit eines Schienenfahrzeuges (1, 1') ausgebildet ist, welches zur Unterbringung sämtlicher Betriebsmittel und dem Zusatzluftvolumen der Direktabfederung (5, 5') eingerichtet ist.
  7. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrwerkrahmen (4, 4') aus einer ebenen durchgehenden Grundplatte (18) besteht, die im Bereich der Räder (13, 13') der Radsatz-Einzelfahrwerke (2, 3, 2', 3') seitlich nach oben hin mit Abstützungen (14, 14') für die Aufnahme der Direktabfederung (5, 5') ausgebildet ist.
  8. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Abstützungen (14, 14') mit Oeffnungen (15, 15') für die Räder (13, 13') der Einzelrad-Fahrwerke (2, 3, 2', 3') versehen sind oder die Oeffnungen (15, 15') mit Radschutzkästen verschlossen sind.
  9. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrwerkrahmen (4, 4') im Bereich der seitlichen Abstützungen (14, 14') einen in Querrichtung u- oder v-förmigen Querschnitt (16, 16') aufweist und die trogartige (17) Hindurchführung eines niederflurigen Fussbodens (12, 12') des Wagenkastens (8, 8') vorgesehen ist.
  10. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Abstützungen (14, 14') für die Direktabfederung (5, 5') in den Raum der Sitzkästen (34, 34') des Wagenkastens (8, 8') hineinragen.
  11. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fahrwerkrahmen (4, 4', 44, 44') und dem Wagenkasten (8, 8') eine Querneigeeinrichtung (9, 9') angeordnet ist, die über ein Verstellelement (20) betätigt wird und als Rollenbahn ausgebildet ist, wobei der Fahrwerkrahmen (4, 4', 44, 44') die Rollbahn-Segmente (21, 21') und der Wagenkasten (8, 8') die Rollen (22, 22')oder umgekehrt aufweist.
  12. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für alle Intercar-Connections, wie Federung und Dämpfung in und um alle Achsen zwischen den Fahrwerkrahmen (4, 4', 44, 44') zweier benachbarter Schienenfahrzeuge (1, 1'), ein trennbares Kupplungssystem (6, 6') und ein trennbares Gelenk (24, 24') angeordnet ist.
  13. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprache 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass für die Federung und Dämpfung um und in allen Achsen sowie für die Ausdrebbewegung bei Kurvenfahrt zwischen den Radsatz - Einzelfahrwerken (2, 3, 2', 3') und den Fahrwerkrahmen (4, 4', 44, 44') eine Direktabfederung (5, 5') angeordnet ist.
  14. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Kupplungshälfte (23, 23') eine Radsatz-Steuerung (25, 25') für die kurvenradiale Einstellung der Radsatz-Einzelfahrwerke (2, 3, 2', 3') angeordnet ist.
  15. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Radsatz-Steuerung (25, 25') aus je einem spiegelbildlich an der Kupplung (23, 23') angeordneten Querlenker (26, 26') besteht, der über einen am Fahrwerkrahmen (4, 4') verschwerkbar angeordneten Winkelhebel (27, 27') via einem Längslenker (28, 28') mit einem c-förmigen Achslenkerbügel (29, 29') des Radsatz-Einzelfahrwerks (2, 3, 2', 3') verbunden ist.
  16. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der AnspüÜche 1 bis 15, gekennzeichnet durch die Kombination eines Kupplungssystems (6, 6') mit einer Steuer-Einrichtung (7, 7') und einer Längsmitnahne-Einrichtung (28, 28').
  17. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrwerkrabmen (4, 4', 44, 44') eine einstufige Direktabfederung (5, 5') aufweist, die aus einer Luftfeder (30, 30') und einer hierzu in Serie oder parallel mit verzögertem Eingriff angeordneten Gummi-Notfeder (31, 31') besteht.
  18. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die einstufige Direktabfederung (5, 5') eines Fahrwerkrahmens (4, 4', 44, 44') oberhalb einer Achslagerstelle (32, 32')auf einem jeden Achsschenkelende eines Radsatzes (33, 33') angeordnet ist.
  19. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Achslagerstellen (32, 32') eines Radsatzes (33, 33') über einen winkelsteifen, c-förmigen Achslenkerbügel (29, 29') miteinander verbunden sind.
  20. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach Anspruche 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Achslenkerbügel (29, 29')an ihren äusseren Enden mit je einer Stabilisatorstange (35, 35') in vertikaler Richtung mit den Fahrwerkrahmen (4, 4', 44, 44') verbunden sind und in Längsrichtung je einen Längslenker (28, 28')aufweisen, der an einer Steuereinrichtung (7, 7') angeordnet ist.
  21. Kuppelbare Fahrwerkanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden äusseren Abstützungen (14, 14') eines Fahrwerkrahmens (44, 44') über zwei seitlich neben einer Achswelle (36) angeordneten und bis auf deren Höhe durchgekröpften Querträger (37, 37') miteinander verbunden sind und in diesem Bereich der niederflurige Fussboden (12, 12') eines Wagenkastens (8, 8') trogförmig (17) hindurchgeführt ist.
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