EP0763454B1 - Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für ein Niederflur-Schienenfahrzeug - Google Patents

Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für ein Niederflur-Schienenfahrzeug Download PDF

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EP0763454B1
EP0763454B1 EP96114660A EP96114660A EP0763454B1 EP 0763454 B1 EP0763454 B1 EP 0763454B1 EP 96114660 A EP96114660 A EP 96114660A EP 96114660 A EP96114660 A EP 96114660A EP 0763454 B1 EP0763454 B1 EP 0763454B1
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EP
European Patent Office
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running gear
wheel
transverse
transverse axis
gear according
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP96114660A
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English (en)
French (fr)
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EP0763454A3 (de
EP0763454A2 (de
Inventor
Leopold Lenk
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Siemens AG Oesterreich
Original Assignee
Siemens SGP Verkehrstechnik GmbH
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Publication date
Application filed by Siemens SGP Verkehrstechnik GmbH filed Critical Siemens SGP Verkehrstechnik GmbH
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Publication of EP0763454A3 publication Critical patent/EP0763454A3/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61DBODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D3/00Wagons or vans
    • B61D3/10Articulated vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL 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
    • B61F3/00Types of bogies
    • B61F3/12Types of bogies specially modified for carrying adjacent vehicle bodies of articulated trains
    • B61F3/125Types of bogies specially modified for carrying adjacent vehicle bodies of articulated trains with more than one axle or wheel set
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL 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
    • B61F3/00Types of bogies
    • B61F3/16Types of bogies with a separate axle for each wheel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL 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
    • B61F5/00Constructional 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
    • B61F5/26Mounting or securing axle-boxes in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/30Axle-boxes mounted for movement under spring control in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/32Guides, e.g. plates, for axle-boxes
    • B61F5/325The guiding device including swinging arms or the like to ensure the parallelism of the axles

Definitions

  • the invention relates to a chassis for a rail vehicle according to the preamble of claim 1 (DE 4 136 926 A).
  • the adjacent ends of the successive carriages can protrude, opposite one another, forming the passage between the two carriages, Have floor slabs or the like, which are mutually preferably by saddling are connected.
  • the undercarriage can be a portal undercarriage, but the idler gears cannot driven or over each by a subsequent, preferably vertical motor a gear can be driven. With such trolleys, it is known to everyone One pair of wheels each in a construction designed as a balacier store and the car body, for example, on the portal construction on the balancer support.
  • the object of the present invention is to provide a chassis in which while achieving better running characteristics and lower axle load as well Rail load or higher vehicle weights make optimal use of space in the Chassis area is possible and also both the first mentioned mechanical control or the second-mentioned electrical clock-push-pull control can be applied.
  • Another goal is a rail vehicle, especially a low-floor rail vehicle, in which a chassis with better running characteristics and less Axle loading is provided in such a way that as much passenger space as possible is available is placed and between the individual wagons as close as possible to the ground level horizontal and as wide a passage as possible can be created.
  • the first aim is achieved according to the invention by the features of claim 1.
  • Every wheel is in the wheel guidance can be implemented in a simple manner.
  • the spring damping unit of the Primary spring level can be radial in the swing arm mounting in the plane of the wheel be provided outside the same, which in addition to the wheel space for others necessary units or components or for use as freight or passenger space remains free. So can advantageously between the wings of each other opposite sides of the vehicle, the floor can be lowered particularly far.
  • a particularly torsion-resistant and stable construction is given when the Swing to both sides of the wheel mounted in them extend to the transverse axis and each wheel is supported on both sides in its wheel carrier.
  • each rocker arm at its free end in preferably adjustable side guides is pivotally guided about the transverse axis.
  • the constant tracking of the wheels is also ensured in every position guaranteed.
  • the wings are consecutive wheels on one side of the chassis between these wheels by one in essential horizontal common transverse axis pivotable against each other connected.
  • the swing arm itself and / or the one receiving the swing arm Chassis frames form a kind of the transverse axis of the swing arms of the wheels supported balance beam, on both ends of which a car body or one At the end of the adjacent body, there is always a compensation for the Support forces on the frame and thus an even distribution of the support forces of the or each car body carried on all suspension or support parts of the Carriage, preferably the secondary suspension, can be achieved.
  • At least one spring damping system between the interconnected wings to influence each other Swiveling is provided. This will make the space between the wings exploited and the space outside can be used for other components or as a free passenger or cargo space can be used.
  • each rocker is substantially in Form of a two-armed elbow, the angular range Transverse axis is provided, the wheel bearing and at one end of a first arm between bearings at the end of a second arm, the at least one spring damping unit is provided to influence the mutual pivotability.
  • This Construction results in a small footprint for the chassis and allows that Advancing the usable wagon volume to just above the wheels. Moreover, can this makes the spring-damping unit of the primary suspension relatively small and compact being held.
  • the undercarriage is designed according to a of the previous paragraphs it is designed as a drive undercarriage and is at least one wheel, preferably each wheel, drivingly connected to a motor-gear unit. This is also one of the advantages already mentioned for power train chassis Chassis construction given.
  • the motor-transmission unit is on Chassis frame supported or suspended and with the wheel axis via a radial movable coupling connected. This construction results in an advantageous reduction the unsprung mass even with power units.
  • chassis frame from at least two each over the chassis length and two over the chassis width continuous straps.
  • a stable running of the wheels of the chassis, especially when cornering, is through to achieve an additional design of the chassis, in which on the inside of the Chassis frame, seen in the longitudinal direction at the height of the transverse axis, on each Chassis side is attacked by a longitudinal handlebar, both handlebars over one are connected to a car body connectable cross element, which cross element one on the opposite side of the chassis in the longitudinal direction extending longitudinal continuation that can be connected to another car body is.
  • This provides a so-called symmetrical control of the chassis, at which the wheels always in the bisector between the two connected car bodies are set.
  • a rail vehicle according to the invention consisting of at least two, preferably by means of one spherical joint connected wagons forming a train set is with the Effects and advantages already indicated, characterized in that at least one Chassis according to one of the preceding paragraphs in the connection area of two Wagons is provided.
  • Chassis frame at each end of the chassis one of the adjoining Wagons is supported.
  • the chassis frame acts as a kind of balance beam that is supported by the transverse axes.
  • the wheels, rails and suspension are less to achieve stressful run of the rail vehicle a chassis with the already above Symmetral control described provided and a car body with the Cross element connected to which the longitudinal link articulated are, and will be the adjoining car body at the opposite end of the chassis connected to the longitudinal continuation of the cross element.
  • Fig. 1 shows a plan view of the undercarriage in use at the connection point two wagons of a train and in the execution as an engine
  • Fig. 2 is one Side view at the level of line II-II on the chassis of Fig. 1
  • Fig. 3 shows a View of the chassis of Fig. 1 along the line III-III in the passage area between two wagons of a train
  • Fig. 4 is an enlarged view of the Area of the wheel bearing with a movably connected motor
  • Fig. 5 shows one Cross section at the level of the connection of the swing arms of the wheels on one side of the drive.
  • the chassis according to the invention is preferably at least in the connection area two car bodies of an articulated train consisting of at least two cars intended.
  • the vehicle has a driven unit at each end, for example a locomotive or a power car, and a number in between arranged, articulated wagon.
  • a driven unit at each end, for example a locomotive or a power car, and a number in between arranged, articulated wagon.
  • at least one not on the end carriage of the train set provided undercarriage be equipped with driven wheels.
  • the articulated Connection between the ends of successive carriages advantageously provides a spherical joint (see Fig. 2), which is in the central area or in the middle the passage in the vertical longitudinal median plane of the rail vehicle and advantageously located below the floor level of the car.
  • the spherical Joint can for example according to the patent EP 0 559 635 A or be designed as a spherical bearing according to another variant.
  • each Chassis of the articulated train in the connection area of two connecting ones Waggons is a loose wheel undercarriage according to the description below and the Drawings.
  • Each idler gear consists of a chassis frame made up of two each other main longitudinal members 1A, 1B and one each on both sides of the chassis front and rear cross members 2A, 2B, being to ensure a larger Torsional rigidity and stability still within the main side members 1A, 1B parallel longitudinal beams 3A, 3B can be provided. These side members 3A, 3B can advantageously still be braced with one another by cross connections 4 his.
  • At the ends of the main side members 1A, 1B are supports 5A, 5B for the Car body provided.
  • the wagons are in the formation of a articulated train with the chassis according to the invention Coupled together via a preferably spherical joint.
  • Control mechanism provided with the effect that the chassis is always in the Bisector between the longitudinal axes of the two wagons he carried lies.
  • This control mechanism is preferably according to the patent EP 0 585 211 A constructed and comprises two in substantially parallel trailing arms 6A, 6B, which have one end in the Longitudinal center of the chassis articulated on the longitudinal members 3A, 3B and at the other end a connecting cross member 7 are articulated.
  • This cross member 7 has one Connection device 8 to the car body above and also has one Longitudinal continuation 9, in the example shown by two spaced apart but essentially parallel elements are formed which are the same Distance from the longitudinal center of the chassis like the connecting device 8 but on the opposite side also a connecting device 10 to here above car body located on.
  • Receptacles 11 for guide pins projecting downwards from the car body be provided, preferably on the cross struts 4 of the inner side members 3A, 3B, in which the lateral guidance of the pins, for example, via progressive Rubber elements 12 is accomplished.
  • These wings 14 are preferably made of fork-like arms on both sides of the wheels 13 formed and about a substantially horizontal transverse axis 16 in a substantially vertical plane pivoted to the chassis frame 1, 2, 3.
  • the wheel axles are mounted in these and Swing 14 itself are in vertical guides 15 against lateral movements secured led.
  • each Undercarriage side around a common transverse axis 16A or 16B per undercarriage side pivotally connected.
  • the transverse axis as in the case the separate storage of each individual rocker 14 could be provided, preferably formed by a bolt 16A, 16B per chassis side.
  • all four wheels 13 are preferably included a unit of a motor 17 and a transmission 18 connected in terms of drive.
  • a vertical motor 17 with a gear arranged below it 18 is provided.
  • each rocker 14 can on the top Chassis frame 1, 2, 3 be supported resiliently.
  • Any type of spring element are used, for example at least one rubber block, one or several coil springs or elements with the same function that are subjected to pressure or tension, which are used as primary suspension. Combinations of these too Elements are possible.
  • the wings 14A and 14B are advantageously in shape of an approximately right-angled angle piece, wherein in an arm 141A or 141B the wheel axle 131 is mounted and the other arm 142 is substantially vertical stands up.
  • the two interconnected wings 14A and 14B are equally trained and mirror-inverted coupled.
  • the primary suspension in the form of a spring damping system, comprising a coil compression spring 19 and a damper 20 used.
  • the brake unit 21 On the Swing arm 14 is also still, preferably immediately adjacent to the one projecting upwards Arm 142A or 142B, the brake unit 21 attached so that the outer limit 22nd each car body to immediately next to each wheel 13 and, since over the arms 142A, 142B no more space is required for vertical spring movements until immediately are pulled over these arms 142, which results in a significant increase in the usable wagon volume results.
  • the car body 22 rests on a secondary suspension 23 on the supports 5 of the main side members 1.
  • a brake caliper can be provided, for example, from which brake shoes by appropriate control in the braking position on Bike can get.
  • a magnetic rail brake can be provided.
  • the Magnetic rail brake is preferably on the side of the wheel and in extension the same arranged in the direction of the rails, on which side the brake calliper located.
  • 16 can be placed on both below each transverse axis Chassis sides also provided a cross bracing 24 in the form of a short beam his.
  • the entire frame 1, 2, 3 advantageously runs below the transverse axes 16 and preferably also below the wheel axles 131, as is better shown in FIG. 3 is recognizable.
  • the chassis frame 1, 2, 3, 4 is very close above the rails and there due to the swing construction next to the wheels 13, a lot of space remains free Space outside the wheels 13 is used by installing the motor-gear unit 17, 18 be, whereby between the wheels 13 space for a passage 15 between adjacent wagons or for use as passenger or Transport space remains. Due to the low position of all frame parts, the floor 26 of the passage 25 are also placed very low between the wheels. Even at Installation of the symmetrical control 6, 7, 8, 9, 10, which is just above the frame is a level of the floor 26 of a maximum of 550 mm above the Top edge of the rail can be reached, for example the height of Austrian Corresponds to platforms and allows level-different boarding and alighting here.
  • the chassis frame 1, 2, 3, 4 can also be designed as a hood or can described undercarriage still be covered by a hood upwards and laterally.
  • Fig. 4 is the area of the axle bearing of the wheel 13 in an enlarged scale Swing arm 14 is shown, the advantageous drive connection of the Gear 18 with the wheel axis via a radial relative movements of gear 18 and Movable coupling 27 permitting the wheel axis can be seen.
  • This allows the motor-gear unit 17, 18 are preferably attached to the main side member 1 and is such a mass sprung by the primary spring stage.
  • FIG. 5 shows an advantageous embodiment of the transverse axes 16 shown. These axes formed by a bolt 16 are for adjusting the Track in the storage in the tabs 29, 30 of the chassis frame 1, 2, 3, 4 under Interposition of one clamping set 31 used per transverse axis 16.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE 4 136 926 A).
Hiebei können die benachbarten Enden der aufeinanderfolgenden Wagen vorstehende, einander gegenüberliegende, den Durchgang zwischen den beiden Wagen bildende, Bodenplatten od. dgl. besitzen, die untereinander vorzugsweise durch Aufsattelung verbunden sind. Das Fahrwerk kann ein Portalfahrwerk sein, wobei die Losräder nicht angetrieben oder durch jeweils einen anschließenden, vorzugsweise lotrechten Motor über ein Getriebe angetrieben sein können. Bei derartigen Fahrwerken ist es bekannt, an jeder Fahrwerksseite jeweils ein Radpaar in einer als Balacier ausgeführten Konstruktion zu lagern und den Wagenkasten beispielsweise über die Portalkonstruktion auf dem Balancier abzustützen.
Um bei den Fahrwerken von Schienenfahrzeugen ein System zu schaffen, durch welches die Räder beim Befahren von Kurven immer möglichst radial eingestellt werden, wurde gemäß dem Patent EP 0 585 211 A vorgeschlagen, daß die benachbarten Enden aufeinanderfolgender Wagen bzw. die beiden Bodenplatten durch mindestens einen biegsamen und verwindbaren Verbindungsträger verbunden sind, welcher an seinem einen Ende über einen Lenker mit dem Wagenkasten oder der Bodenplatte des einen der beiden aufeinanderfolgenden Wagen und mit seinem anderen Ende mit beiden Armen eines doppelarmigen Hebels, Querbalkens od. dgl. des anderen Wagens verbunden ist, welcher in der Längsmitte desselben an der Bodenplatte bzw. dem Wagenkasten od. dgl. desselben um eine lotrechte Achse schwenkbar gelagert ist und mit seinen beiden Armen über Lenker mit den Losrädern verbunden ist.
Ergänzend hiezu wurde gemäß dem Patent EP 0 585 211 A vorgeschlagen, daß der Lenker mit dem Wagenkasten, der Bodenplatte od. dgl. über einen Exzenter verbunden ist.
Schließlich wurde gemäß dem Patent EP 0 511 949 A für angetriebene Losrad-Fahrwerke ohne starre Achsverbindung zwischen einander gegenüberliegenden Rädern zur Schaffung der gleichen Laufcharakteristik, welche für selbstzentrierende herkömmliche Radsätze mit fester Querverbindung zwischen den Rädern Gültigkeit haben, vorgeschlagen, daß die Leistung der Antriebseinheiten einander gegenüberliegender Räder zumindest während des Geradeauslaufes und/oder oberhalb einer vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit periodisch innerhalb vorbestimmter Bandbreiten erhöht und erniedrigt wird, wobei die Leistungsänderung einander gegenüberliegender Räder gegenphasig erfolgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Fahrwerkes, bei welchem unter Erzielung besserer Laufcharakteristika und geringerer Achsbelastung als auch Schienenbelastung bzw. höherer Fahrzeuggewichte eine optimale Platznutzung im Fahrwerksbereich ermöglicht ist und weiters sowohl die an erster Stelle genannte mechanische Steuerung oder die an zweiter Stelle genannte elektrische Takt-Gegentaktsteuerung angewendet werden kann.
Eine weiteres Ziel ist ein Schienenfahrzeug, insbesondere ein Niederflur-Schienenfahrzeug, bei dem ein Fahrwerk mit besseren Laufcharakteristika und geringerer Achsbelastung derart vorgesehen ist, daß möglichst viel Fahrgastraum zur Verfügung gestellt wird und zwischen den einzelnen Wagen ein möglichst nahe dem Bodenniveau liegender und ein möglichst breiter Durchgang geschaffen werden kann.
Das erste Ziel wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Bei der Radlagerung in einer Schwinge ist für jedes Rad in einfacher Weise die Radführung realisierbar. Die Feder-Dämpfungs-Einheit der Primärfederstufe kann bei der Schwingenlagerung in der Ebene des Rades radial außerhalb desselben vorgesehen sein, wodurch neben dem Rad Bauraum für andere notwendige Aggregate oder Bauteile bzw. für die Nutzung als Fracht- oder Passagierraum freibleibt. So kann vorteilhafterweise zwischen den Schwingen der einander gegenüberliegenden Fahrzeugseiten der Boden besonders weit abgesenkt werden.
Eine besonders verwindungssteife und stabile Konstruktion ist gegeben, wenn sich die Schwingen zu beiden Seiten des in ihnen gelagerten Rades bis zur Querachse erstrecken und jedes Rad in seinem Radträger beidseitig gelagert ist.
Dieser Vorteil wird für jede Stellung über den gesamten Federweg ebenso erzielt, wenn gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal jede Schwinge an ihrem freien Ende in vorzugsweise justierbaren Seitenführungen um die Querachse verschwenkbar geführt ist. Auch die konstante Spureinstellung der Räder ist dadurch in jeder Stellung sicher gewährleistet.
Um eine stabile und funktionssichere Verbindung der Schwingen sicherzustellen, ist jede Querachse durch einen vorzugsweise über zumindest einen Spannsatz axial einstellbaren Bolzen gebildet.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind die Schwingen hintereinanderliegender Räder einer Fahrwerksseite zwischen diesen Rädern um eine im wesentlichen horizontale gemeinsame Querachse gegeneinander verschwenkbar verbunden. Die Schwinge selbst und/oder der die Schwinge aufnehmende Fahrwerksrahmen bilden eine Art von der Querachse der Schwingen der Räder unterstützten Waagebalken, auf dessen beiden Enden ein Wagenkasten oder jeweils ein Ende anschließender Wagenkasten aufliegt, sodaß sich immer ein Ausgleich der Abstützkräfte am Rahmen und damit eine gleichmäßige Aufteilung der Abstützkräfte des oder jedes getragenen Wagenkastens auf alle Aufhängungs- bzw. Unterstützungsteile der Wagen, vorzugsweise die Sekundärfederung, erzielen läßt.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß zumindest ein Feder-Dämpfungssystem zwischen den miteinander verbundenen Schwingen zur Beeinflußung der gegenseitigen Verschwenkbarkeit vorgesehen ist. Damit wird der Platz zwischen den Schwingen ausgenutzt und der Bauraum außerhalb kann für andere Bauteile oder als freier Fahrgast- oder Laderaum genutzt werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist jede Schwinge im wesentlichen in Form eines zweiarmigen Winkelstückes ausgeführt, wobei im Winkelbereich die Querachse vorgesehen ist, an einem Ende eines ersten Armes die Radlagerung und zwischen Lagern am Ende eines zweiten Armes die zumindest eine Feder-Dämpfungs-Einheit zur Beeinflußung der der gegenseitigen Verschwenkbarkeit vorgesehen ist. Diese Konstruktion ergibt einen geringen Platzbedarf für das Fahrwerk und gestattet das Vorziehen des nutzbaren Waggonvolumens bis knapp oberhalb der Räder. Überdies kann dadurch die Feder-Dämpfungs-Einheit der Primärfederung relativ klein und kompakt gehalten werden.
Vorteilhafterweise ist zur optimalen Platzausnützung im Bereich der Schwinge vorgesehen, daß an der Schwinge, vorzugsweise im Längsbereich zwischen der Radachse und der Querachse verschiedene Zusatzbauteile angebracht sind, vorzugsweise die Bremseinheiten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Absätze es als Trieb-Fahrwerk ausgelegt und ist zumindest ein Rad, vorzugsweise jedes Rad, mit einer Motor-Getriebe-Einheit antriebsmäßig verbunden. Damit ist auch für Trieb-Fahrwerke eine die bereits angeführten Vorteile verwirklichende Fahrwerkskonstruktion gegeben.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Motor-Getriebe-Einheit am Fahrwerksrahmen abgestützt oder aufgehängt und mit der Radachse über eine radial bewegliche Kupplung verbunden. Diese Konstruktion ergibt eine vorteilhafte Reduktion der ungefederten Masse auch bei Triebfahrwerken.
Eine gegenüber allen auf das Fahrwerk einwirkenden Kräften und die Räder sicher und spurtreu führende Konstruktion ergeben die Merkmale, daß der Fahrwerksrahmen aus jeweils zumindest zwei über Fahrwerkslänge und zwei über die Fahrwerksbreite durchgehenden Trägern besteht.
Dabei kann eine besonders viel nutzbaren Raum für den Transport- bzw. Fahrgastbereich bereitstellenden Konstruktion erzielt werden, wenn sich das Auflager, vorzugsweise der gesamte Fahrwerksrahmen, unterhalb des Niveaus der Querachse, vorzugsweise unterhalb des Niveaus der Radachsen, befindet und mit zumindest einer Lasche, vorzugsweise zwei Laschen, je Fahrwerksseite versehen ist, welche Laschen nach oben hin abstehen und die Querachsen der Schwingen aufnehmen.
Ein stabiler Lauf der Räder des Fahrwerks, insbesondere bei der Kurvenfahrt, ist durch eine zusätzliche Ausgestaltung des Fahrwerkes zu erzielen, bei der an der Innenseite des Fahrwerksrahmens, in Längsrichtung gesehen in Höhe der Querachse, an jeder Fahrwerksseite ein in Längsrichtung verlaufender Lenker angreift, beide Lenker über ein mit einem Wagenkasten verbindbares Querelement verbunden sind, welches Querelement eine sich auf die in Längsrichtung ihm gegenüberliegende Seite des Fahrwerks erstreckende Längsfortsetzung aufweist, die mit einem anderen Wagenkasten verbindbar ist. Dadurch ist eine sogenannte Symmetralensteuerung des Fahrwerks gegeben, bei welcher die Räder immer in der Winkelhalbierenden zwischen den beiden angeschlossenen Wagenkästen eingestellt sind.
Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug aus mindestens zwei, vorzugsweise mittels eines sphärischen Gelenkes verbundenen, eine Zugsgarnitur bildenden Waggons, ist mit den bereits angegebenen Effekten und Vorteilen dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Fahrwerk gemäß einem der vorhergehenden Absätze im Verbindungsbereich zweier Waggons vorgesehen ist.
Um eine gleichmäßige Aufteilung der Belastung der Auflager oder Sekundärfederstufe des Fahrwerkes selbst bei stark unterschiedlicher Last in aneinander anschließenden Waggons zu erzielen, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung auf den Auflagern am Fahrwerksrahmens an jedem Fahrwerksende jeweils einer der aneinander anschließenden Waggons abgestützt ist. Der Fahrwerksrahmen wirkt dabei als eine Art Waagebalken, der von den Querachsen unterstützt ist.
Vorteilhafterweise wird zur Erzielung eines die Räder, Schienen und Aufhängung weniger belastenden Laufes des Schienenfahrzeuges ein Fahrwerk mit der bereits weiter oben beschriebenen Symmetralensteuerung vorgesehen und ein Wagenkasten mit dem Querelement verbunden, an welchem die in Längsrichtung verlaufenden Lenker angelenkt sind, und wird der anschließende Wagenkasten am gegenüberliegenden Fahrwerksende mit der Längsfortsetzung des Querelementes verbunden.
Vorteilhafterweise ist zur Erzielung einer großen Durchgangshöhe und hohen Fahrgastkomforts durch geringe Niveauunterschiede im Fahrzeuginneren das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug mit dem oben beschriebenen Fahrwerk weiters dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wagenkästen der aneinander anschließenden Waggons ein Durchgang mit einem unterhalb der Radoberkante liegenden Boden vorgesehen ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert, in welchen ein nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrwerkes in vereinfachter Darstellung gezeichnet ist.
Es zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf das Fahrwerk in Verwendung an der Verbindungsstelle zweier Waggons eines Zuges und in der Ausführung als Triebfahrwerk, Fig. 2 ist eine Seitenansicht in Höhe der Linie II-II auf das Fahrwerk der Fig. 1, Fig. 3 zeigt eine Ansicht des Fahrwerkes der Fig. 1 entlang der Linie III-III im Durchgangsbereich zwischen zwei Waggons eines Zuges, Fig. 4 ist eine vergrößerte Darstellung des Bereiches der Radlagerung mit beweglich angeschlossenem Motor und Fig. 5 zeigt einen Querschnitt in Höhe der Verbindung der Schwingen der Räder einer Laufwerksseite.
Das erfindungsgemäße Fahrwerk ist vorzugsweise zumindest im Verbindungsbereich je zweier Wagenkästen eines aus zumindest zwei Waggons bestehenden Gliederzuges vorgesehen. Das Fahrzeug besitzt beispielsweise endseitig je eine angetriebene Einheit, beispielsweise eine Lokomotive oder einen Triebkopf, sowie eine Anzahl dazwischen angeordneter, untereinander gelenkig verbundener Wagen. Natürlich kann auch alternativ dazu oder zusätzlich zumindest ein nicht an den endseitigen Wagen der Zugsgarnitur vorgesehenes Fahrwerk mit angetriebenen Rädern ausgestattet sein. Die gelenkige Verbindung zwischen den Enden aufeinanderfolgender Wagen besorgt vorteilhafterweise ein sphärisches Gelenk (siehe Fig. 2), welches sich im Mittelbereich bzw. in der Mitte des Durchganges in der lotrechten Längsmittelebene des Schienenfahrzeuges und vorteilhafterweise unterhalb des Bodenniveaus der Wagen befindet. Das sphärische Gelenk kann beispielsweise nach dem Patent EP 0 559 635 A oder gemäß einer anderen Variante als Gelenklager ausgebildet sein. Vorzugsweise jedes Fahrwerk des Gliederzuges im Verbindungsbereich zweier aneinander anschließender Waggons ist ein Losradfahrwerk entsprechend der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen.
Jedes Losradfahrwerk besteht aus einem Fahrwerksrahmen aus zwei einander auf den beiden Fahrwerksseiten gegenüberliegenden Haupt-Längsträgern 1A, 1B und je einem vorderen und hinteren Querträger 2A, 2B, wobei zur Sicherstellung einer größeren Verwindungssteifigkeit und Stabilität noch innerhalb der Haupt-Längsträger 1A, 1B parallel dazu verlaufende Längsträger 3A, 3B vorgesehen sein können. Diese Längsträger 3A, 3B können vorteilhafterweise noch durch Querverbindungen 4 miteinander verstrebt sein. An den Enden der Haupt-Längsträger 1A, 1B sind Auflager 5A, 5B für den Wagenkasten vorgesehen. Im Fall der Anordung des erfindungsgemäßen Fahrwerks im Verbindungsbereich zweier Waggons unterstützen die Auflager 5A an einem Ende des Fahrwerks ein Ende eines Wagenkastens und die Auflager 5B am anderen Ende des Fahrwerks das Ende des anschließenden Wagenkastens.
Die Waggons sind bei Bildung eines Gliederzuges mit dem erfindungsgemäßen Fahrwerk über ein vorzugsweise sphärisches Gelenk aneinandergekoppelt. Um einen ruhigeren und schonenderen Lauf insbesondere bei Kurvendurchfahrt zu gewährleisten ist ein Steuermechanismus mit der Wirkung vorgesehen, daß das Fahrwerk immer in der Winkelhalbierenden zwischen den Längsachsen der beiden von ihm getragenen Waggons liegt. Dieser Steuermechanismus ist vorzugsweise nach dem Patent EP 0 585 211 A aufgebaut und umfaßt zwei im wesentlichen parallele Längslenker 6A, 6B, die mit einem Ende in der Fahrwerkslängsmitte an den Längsträgern 3A, 3B angelenkt und am anderen Ende an einem verbindenden Querelement 7 angelenkt sind. Dieses Querelement 7 weist eine Verbindungseinrichtung 8 zum darüberliegenden Wagenkasten auf und besitzt weiters eine Längsfortsetzung 9, die im dargestellten Beispiel durch zwei voneinander beabstandete aber im wesentlichen parallel verlaufende Elemente gebildet wird, die im gleichen Abstand von der Fahrwerkslängsmitte wie die Verbindungseinrichtung 8 aber auf der entgegengesetzten Seite ebenfalls eine Verbindungseinrichtung 10 zum hier oberhalb befindlichen Wagenkasten auf.
Um den oder jeden Wagenkasten relativ zum Fahrwerk zu führen, können noch Aufnahmen 11 für vom Wagenkasten nach unten wegragenden Führungszapfen vorgesehen sein, vorzugsweise auf den Querverstrebungen 4 der inneren Längsträger 3A, 3B, in welchen die seitlichen Führung der Zapfen beispielsweise über progressive Gummielemente 12 bewerkstelligt ist.
Zwischen den Haupt-Längsträgern 1A, 1B und den inneren Längsträgern 3A, 3B sind pro Fahrwerksseite jeweils zwei Losräder 13A, 13B, 13C, 13D gelagert, die auf den Schienen laufen und jeweils innerhalb des gemeinsamen Fahrwerksrahmens 1, 2, 3 über jeweils eine eigene Schwinge 14A, 14B, 14C, 14D gelagert sind. Diese Schwingen 14 sind vorzugsweise aus zu beiden Seiten der Räder 13 gabelartig verlaufenden Armen gebildet und um eine im wesentlichen horizontale Querachse 16 in einer im wesentlichen vertikalen Ebene verschwenkbar am Fahrwerksrahmen 1, 2, 3 angelenkt. Am oder nahe dem freien Ende der Schwingen 14 sind in diesen die Radachsen gelagert und die Schwingen 14 selbst sind in vertikalen Führungen 15 gegenüber seitlichen Bewegungen gesichert geführt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind - obwohl natürlich auch separate Achsen für jede einzelne Schwinge vorgesehen und im Fahrwerksrahmen gelagert sein könnten - vorteilhafterweise die hintereinanderliegenden Schwingen 14A, 14B bzw. 14C, 14D jeder Fahrwerksseite um eine je eine gemeinsame Querachse 16A bzw. 16B pro Fahrwerksseite verschwenkbar miteinander verbunden. Dabei wird die Querachse, wie dies auch im Falle der separaten Lagerung jeder einzelnen Schwinge 14 vorgesehen sein könnte, vorzugsweise durch einen Bolzen 16A, 16B pro Fahrwerksseite gebildet. Durch die erfindungsgemäße Fahrwerksausbildung kann nicht der eine Wagen die eine oder andere Feder mehr belasten als der andere Wagen seine Federn belastet, vielmehr wird die Last auf alle Federn gleichmäßig aufgeteilt, da der Fahrwerksrahmen 1, 2, 3, 4 von den Querachsen 16 wie ein Waagebalken getragen wird.
Bei der dargestellten Triebfahrwerksvariante sind vorzugsweise alle vier Räder 13 mit einer Einheit aus einem Motor 17 und einem Getriebe 18 antriebsmäßig verbunden. Vorteilhafterweise ist dabei ein lotrechter Motor 17 mit darunter angeordnetem Getriebe 18 vorgesehen.
Das der Querachse 16 gegenüberliegende Ende jeder Schwinge 14 kann oberseitig am Fahrwerksrahmen 1, 2, 3 federnd abgestützt sein. Dabei kann jede Art von Federelement zum Einsatz kommen, beispielsweise jeweils zumindest ein Gummiblock, eine oder mehrere auf Druck oder Zug beanspruchte Spiralfedern oder funktionsgleiche Elemente, welche somit als Primärfederung verwendet werden. Auch Kombinationen dieser Elemente sind möglich.
Wie die Fig. 2 zeigt, kann insbesondere für die gemeinsame Schwingenlagerung auf einer Fahrwerksseite eine besonders platz- und gewichtssparende Primärfederungsvariante realisiert werden. Dazu sind vorteilhafterweise die Schwingen 14A und 14B in Form eines etwa rechtwinkeligen Winkelstückes ausgebildet, wobei in einem Arm 141A bzw. 141B die Radachse 131 gelagert ist und der andere Arm 142 im wesentlichen senkrecht nach oben wegsteht. Die beiden miteinander verbundenen Schwingen 14A und 14B sind gleich ausgebildet und spiegelverkehrt miteinander gekoppelt. Zwischen den nach oben ragenden Armen 142A und 142B ist die Primärfederung in Form eines Feder-Dämpfungs-Systems, umfassend eine Spiraldruckfeder 19 und einen Dämpfer 20, eingesetzt. Auf der Schwinge 14 ist auch noch, vorzugsweise unmittelbar neben dem nach oben ragenden Arm 142A bzw. 142B, die Bremseinheit 21 angebracht, sodaß die äußere Begrenzung 22 jedes Wagenkastens bis unmittelbar neben jedes Rad 13 und, da über den Armen 142A, 142B kein Platzbedarf mehr für vertikale Feder-Bewegungen nötig ist, bis unmittelbar über diese Arme 142 gezogen werden, wodurch sich eine deutliche Vergrößerung des nutzbaren Waggonvolumens ergibt. Der Wagenkasten 22 ruht über eine Sekundärfederung 23 auf den Auflagern 5 der Haupt-Längsträger 1.
Zur Bremsung jedes Losrades 13 kann beispielsweise eine Bremszange vorgesehen sein, von welcher Bremsbacken durch eine entsprechende Steuerung in die Bremsstellung am Rad gelangen können. Zusätzlich, insbesondere bei hohen Fahrzeuggewichten und/oder für hohe Geschwindigkeiten, kann eine Magnetschienenbremse vorgesehen sein. Die Magnetschienenbremse ist vorzugsweise auf der Seite des Rades und in Verlängerung desselben in Richtung der Schienen angeordnet, auf welcher Seite sich die Bremszange befindet.
Zur Erzielung einer besseren Stabilität kann unterhalb jeder Querachse 16 auf beiden Fahrwerksseiten noch eine Querversteifung 24 in Form eines kurzen Trägers vorgesehen sein. Vorteilhafterweise verläuft der gesamte Rahmen 1, 2, 3 unterhalb der Querachsen 16 und vorzugsweise auch unterhalb der Radachsen 131, wie dies besser in Fig. 3 erkennbar ist.
Der Fahrwerksrahmen 1, 2, 3, 4 befindet sich sehr nahe über den Schienen und da aufgrund der Schwingenbauweise neben den Rädern 13 viel Platz frei bleibt, kann dieser Platz außerhalb der Räder 13 durch Einbau der Motor-Getriebe-Einheit 17, 18 genutzt werden, wodurch zwischen den Rädern 13 Raum für einen Durchgang 15 zwischen aneinander angrenzenden Waggons bzw. für die Nutzung als Fahrgast- oder Transportraum verbleibt. Aufgrund der tiefen Lage aller Rahmenteile kann der Boden 26 des Durchganges 25 ebenfalls zwischen den Rädern sehr tief gelegt werden. Selbst bei Einbau der Symmetralensteuerung 6, 7, 8, 9, 10, welche knapp oberhalb des Rahmens liegt, kann so ein Niveau des Bodens 26 von maximal 550 mm über der Schienenoberkante erreicht werden, was beispielsweise der Höhe österreichischer Bahnsteige entspricht und hier ein niveauunterschiedsloses Ein- und Aussteigen gestattet.
Der Fahrwerksrahmen 1, 2, 3, 4 kann auch als Haube ausgebildet sein bzw. kann das beschriebene Fahrwerk noch durch eine Haube nach oben und seitlich abgedeckt sein.
In Fig. 4 ist in vergrößertem Maßstab der Bereich der Achslagerung des Rades 13 in der Schwinge 14 dargestellt, wobei noch die vorteilhafte antriebsmäßige Verbindung des Getriebes 18 mit der Radachse über eine radiale Relativbewegungen von Getriebe 18 und Radachse zulassende bewegliche Kupplung 27 zu erkennen ist. Dadurch kann die Motor-Getriebe-Einheit 17, 18 vorzugsweise am Haupt-Längsträger 1 befestigt werden und ist derart eine durch die Primärfederstufe gefederte Masse.
Die Lager 28 der Radachse sind etwas oberhalb der Träger 1, 2, 3, 4 des Fahrwerksrahmens angeordnet und in davon nach oben hin ragenden Laschen 29, 30 gehalten. Diese Laschen 29, 30 - welche auch durch funktionsgleiche Trägerkonstruktionen od. dgl. ersetzt werden können - sind auch in Fig. 1 dargestellt. Schließlich ist in Fig. 5 noch eine vorteilhafte Ausgestaltung der Querachsen 16 dargestellt. Diese durch einen Bolzen 16 gebildeten Achsen sind zur Justierung der Spurweite in den Lagerung in den Laschen 29, 30 des Fahrwerksrahmens 1, 2, 3, 4 unter Zwischenschaltung von jeweils einem Spannsatz 31 pro Querachse 16 eingesetzt.

Claims (16)

  1. Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für ein Niederflur-Schienenfahrzeug, mit zumindest zwei einander in der Fahrwerks-Querrichtung gegenüberliegenden Paaren von in Fahrwerks-Längsrichtung hintereinanderliegenden Losrädern, wobei jedes Rad (13) einzeln in einer um eine im wesentlichen horizontale Querachse (16) schwenkbaren Schwinge (14) gelagert ist, und wobei die Querachsen (16) der Schwingen (14) in einem gemeinsamen Fahrwerksrahmen (1, 2, 3, 4) mit Auflagern (5) und vorzugsweise zumindest einer Sekundär-Feder-Dämpfungs-Stufe (23) für zumindest einen Wagenkasten (22) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingen (14) hintereinanderliegender Räder (13A und 13B, bzw. 13C und 13D) einer Fahrwerksseite zwischen diesen Rädem um eine im wesentlichen horizontale gemeinsame Querachse (16A bzw. 16B) gegeneinander verschwenkbar verbunden sind.
  2. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schwingen (14) zu beiden Seiten des in ihnen gelagerten Rades (13) bis zur Querachse (16) erstrecken und jedes Rad (13) in seiner Schwinge (14) beidseitig gelagert ist.
  3. Fahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schwinge (14) an ihrem freien Ende in vorzugsweise justierbaren Seitenführungen (15) um die Querachse (16) verschwenkbar geführt ist.
  4. Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Querachse durch einen vorzugsweise über zumindest einen Spannsatz (31) axial einstellbaren Bolzen (16) gebildet ist.
  5. Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Primär-Feder-Dämpfungssystem (19, 20) zwischen den miteinander verbundenen Schwingen (14A und 14B bzw. 14C und 14D) zur Beeinflußung der gegenseitigen Verschwenkbarkeit vorgesehen ist.
  6. Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß jede Schwinge (14) im wesentlichen in Form eines zweiarmigen Winkelstückes ausgeführt ist, wobei im Winkelbereich die Querachse (16) vorgesehen ist, an einem Ende eines ersten Armes (141) die Radlagerung und zwischen Lagern am Ende eines zweiten Armes (142) die zumindest eine Primär-Feder-Dämpfungs-Einheit (19, 20) zur Beeinflußung der der gegenseitigen Verschwenkbarkeit vorgesehen ist.
  7. Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schwinge (14), vorzugsweise im Längsbereich zwischen der Radachse und der Querachse (16) verschiedene Zusatzbauteile angebracht sind, vorzugsweise die Bremseinheiten (21).
  8. Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Trieb-Fahrwerk ausgelegt ist und zumindest ein Rad (13), vorzugsweise jedes Rad, mit einer Motor-Getriebe-Einheit (17, 18) antriebsmäßig verbunden ist.
  9. Fahrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Motor-Getriebe-Einheit (17, 18) am Fahrwerksrahmen (1, 2, 3, 4) abgestützt oder aufgehängt und mit der Radachse über eine radial bewegliche Kupplung (27) verbunden ist.
  10. Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrwerksrahmen aus jeweils zumindest zwei über Fahrwerkslänge (1A, 1B) und zwei über die Fahrwerksbreite (2A, 2B) durchgehenden Trägern besteht.
  11. Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Auflager (5), vorzugsweise der gesamte Fahrwerksrahmen (1, 2, 3, 4), unterhalb des Niveaus der Querachsen (16), vorzugsweise unterhalb des Niveaus der Radachsen, befindet und mit zumindest einer Lasche (29, 30), vorzugsweise zwei Laschen, je Fahrwerksseite versehen ist, welche Laschen nach oben hin abstehen und die Querachsen (16) der Schwingen (14) aufnehmen.
  12. Fahrwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Fahrwerksrahmens (1, 2, 3, 4) in Längsrichtung gesehen in Höhe der Querachse (16) an jeder Fahrwerksseite ein in Längsrichtung verlaufender Lenker (6A, 6B) angreift, beide Lenker (6) über ein mit einem Wagenkasten (22) verbindbares Querelement (7) verbunden sind, welches Querelement (7) eine sich auf die in Längsrichtung ihm gegenüberliegende Seite des Fahrwerks erstreckende Längsfortsetzung (9) aufweist, die mit einem anderen Wagenkasten (22) verbindbar ist.
  13. Schienenfahrzeug aus mindestens zwei, vorzugsweise mittels eines sphärischen Gelenkes verbundenen, eine Zugsgarnitur bildenden Waggons, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Fahrwerk gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 im Verbindungsbereich zweier Waggons vorgesehen ist.
  14. Schienenfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Auflagern (5) am Fahrwerksrahmen (1, 2, 3, 4) an jedem Fahrwerksende jeweils einer der aneinander anschließenden Waggons (22) abgestützt ist.
  15. Schienenfahrzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fahrwerk gemäß Anspruch 12 vorgesehen ist und ein Wagenkasten mit dem Querelement (7) verbunden ist, an welchem die in Längsrichtung verlaufende Lenker (6) angelenkt sind, und daß der anschließende Wagenkasten am gegenüberliegenden Fahrwerksende mit der Längsfortsetzung (9) des Querelementes (7) verbunden ist.
  16. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wagenkästen (22) der aneinander anschließenden Waggons (22) ein Durchgang (25) mit einem unterhalb der Radoberkante liegenden Boden (26) vorgesehen ist.
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