EP0803426A1 - Fahrwerk, insbesondere Drehgestell - Google Patents

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EP0803426A1 EP96106712A EP96106712A EP0803426A1 EP 0803426 A1 EP0803426 A1 EP 0803426A1 EP 96106712 A EP96106712 A EP 96106712A EP 96106712 A EP96106712 A EP 96106712A EP 0803426 A1 EP0803426 A1 EP 0803426A1
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connecting rods
links
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damped
handlebars
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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
    • 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
    • B61F5/16—Centre bearings or other swivel connections between underframes and bolsters or bogies

Definitions

  • the invention relates to a chassis with at least one sprung axle or shaft, in particular bogie, for rail vehicles, such as. B. funiculars.
  • Such trolleys are known from WO 89/12566 and EP 0365 489 A2 and have the disadvantage that heavy bogie frames are required and that complicated devices have to be arranged for comfortable transverse suspension and for self-steering of the axles. If the substructure is poor, deviations from the ideal rail position lead to bogie deformation or reduced driving comfort and increased wear.
  • the invention has set itself the task of addressing the disadvantages mentioned and to create a lightweight design for chassis. Due to the use of radially displaceable spring-damper elements, which are located on the side or above the wheels, the vertical forces are directed directly into the car body or into the bogie frame.
  • the spring-damper elements are preferably air springs.
  • the longitudinal and transverse forces are directed via spring-loaded or damped handlebars to the central pivot point or directly into the vehicle body.
  • a major advantage is that in the invention, both the longitudinal and the transverse forces or their resilient effects are damped.
  • the invention is characterized in that the barrel axis or the shaft are connected by radially arranged links and preferably by connecting rods arranged parallel to the track, whereby horizontal forces are guided undamped or damped into the pivot point in accordance with the design of the links and the connecting rods and that the vertical support of the wheels relative to the car body via the barrel axis or shaft or the connecting rods or the handlebars via spring elements, preferably air springs. Further essential features of the invention are specified in subclaims 2-8.
  • FIGS. 1-3 show a bogie in elevation and plan and Fig. 3 shows the elevation of an axle bogie.
  • Fig. 1 shows in the floor plan a bogie of a rail vehicle in which the individual running axles 6 are connected to the pivot 5 of the bogie via links 4 damped or sprung in the axial direction.
  • the handlebars 4 are optionally sprung in the axial direction and / or damped and may have elastic connections 7, 7 'at their connections to the individual components 6 and 5 or the bolt connections are mounted in elastic sleeves, so that slight deformations within the connection during driving can be compensated.
  • the links 4 can also be designed as shock absorbers.
  • the running wheels 1 of the running axles 6 are supported in the vertical direction by spring-damper elements 2 (FIG. 2) which are designed, for example, as air springs.
  • the single ones Impellers 1 of successive running axles 6 are connected by a resilient and / or damped connecting rod 3, which is formed, for example, by a telescopic tube, in particular sprung and / or damped in the axial direction, or a connecting rod with at least one elastically lined eye.
  • Both the connecting rods 3 and the control arms 4 are arranged in pairs, the control arms 4 being inclined to one another in plan otherwise essentially parallel and the connection rods 3 of the running axles 6 being parallel to one another, in particular in the direction of travel 8.
  • the links 4 are attached in an optimal embodiment to a sleeve 10 which is vertically displaceable in vertical direction on component 5 around the component 5 designed as a pivot, so that the vehicle weight is only via the springs 2 in the landing gear is inserted.
  • both the connecting rods 3 and the handlebars 4 can be formed by rigid elements which have little freedom of movement at the bearing point.
  • at least one of the components 3 or 4 is mounted with elastic connecting means, or is designed directly as a telescope, which enables larger spring travel. In most cases, lining the eyes with an elastic mass is sufficient.
  • the spring stiffness or damper constant can be influenced by changing the hydraulic pressure in the individual damper elements, so that the inclination of the car body can be influenced during rapid cornering, for example by the Hydraulic pressure is reduced on the inside of the curve and increased on the outside of the curve compared to normal pressure.
  • the maximum cornering speed can be increased by these measures.
  • the arrangement of the handlebars in a triangle with respect to the central pivot point is essential, the handlebars also being able to be unsprung, for example by the connection bolts being mounted in elastic sleeves.
  • the construction is not limited to the use of a bogie, it can also be used in single-axle undercarriages (FIG. 3), in which the links 4 are articulated at a central point in the car body 9 and the half connecting rods 3 between the car body 9 and the running axle 6 are.
  • the running axis 6 adjusts itself to the rail conditions without major deformations being introduced into the car body or into the chassis frame.
  • the invention enables a defined radial self-steering axle adjustment depending on the existing transverse force using spring-loaded and possibly damped connecting rods 3 and the handlebar arrangement described above. There is the possibility of superimposing the radial axle adjustment by appropriately controlling the handlebars or connecting rods. Due to the symmetrical design, the same components can be used for a bogie (with two running axles) as well as for an axle bogie (with one axle), with the latter connecting the halved connecting rods to the car body or the chassis frame in an articulated manner.

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Abstract

In einem Fahrwerk mit mindestens einer gefederten Laufachse 6 oder Welle, insbesonder Drehgestell für Schienenfahrzeuge, wie zum Beispiel Standseilbahnen, wird die Laufachse, bzw. die Welle durch radial angeordnete Lenker und durch vorzugsweise parallel zur Spur angeordneten Verbindungsstangen 3 verbunden, wodurch Horizontalkräfte entsptrechend der Ausführung der Lenker 4 und Verbindungsstangen 3 in den Drehpunkt ungedämpft gefedert oder gedämpft eingeleitet werden, wobei die vertikale Abstützung der Laufräder gegenüber dem Wagenaufbau 9 über die Laufachse 6, bzw. Welle oder die Verbindungsstangen 3 oder über Lenker 4 über Federelemente, vorzugsweise Luftfedern erfolgt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk mit mindestens einer gefederten Laufachse oder Welle, insbesondere Drehgestell, für Schienenfahrzeuge, wie z. B. Standseilbahnen.
  • Derartige Fahrwerke sind aus der WO 89/12566 bzw.EP 0365 489 A2 bekannt und haben den Nachteil, daß schwere Drehgestellrahmen benötigt werden, und daß für eine komfortable Querfederung und für ein Selbstlenken der Achsen komplizierte Vorrichtungen angeordnet werden müssen. Bei schlechtem Unterbau führen Abweichungen von der idealen Schienenlage zur Drehgestellverformung bzw. zu vermindertem Fahrkomfort und erhöhtem Verschleiß.
  • Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, den genannten Nachteilen zu begegnen und eine leichte Bauweise für Fahrwerke zu schaffen. Aufgrund der Verwendung von radial verschieblichen Feder-Dämpfer-Elementen, welche sich seitlich bzw. über den Rädern befinden, werden die Vertikalkräfte direkt in den Wagenaufbau bzw. in den Drehgestellrahmen geleitet. Bei den Feder-Dämpfer-Elementen handelt es sich vorzugsweise um Luftfedern. Die Längs- und Querkräfte werden über gefederte bzw. gedämpfte Lenker in den zentralen Drehpunkt bzw. direkt in den Wagenaufbau geleitet. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß bei der Erfindung sowohl die Längs- als auch die Querkräfte bzw. ihre federnden Auswirkungen gedämpft werden.
  • Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufachse, bzw. die Welle durch radial angeordnete Lenker und durch vorzugsweise parallel zur Spur angeordnete Verbindungsstangen verbunden sind, wodurch Horizontalkräfte entsprechend der Ausführung der Lenker und der Verbindungsstangen in den Drehpunkt ungedämpft geführt oder gedämpft eingeleitet werden und daß die vertikale Abstützung der Laufräder gegenüber dem Wagenaufbau über die Laufachse, bzw. Welle oder die Verbindungsstangen oder über die Lenker über Federelemente, vorzugsweise Luftfedern, erfolgt. Weitere wesentliche Erfindungsmerkmale sind in den Unteransprüchen 2 - 8 angegeben.
  • Die Erfindung ist in der angeschlossenen Fig. 1-3 beispielsweise und schematisch dargestellt. Fig. 1 und 2 zeigt ein Drehgestell im Auf- und Grundriß und Fig. 3 den Aufriß eines Achsfahrwerkes.
  • Fig. 1 zeigt im Grundriß ein Drehgestell eines Schienenfahrzeuges bei dem die einzelnen Laufachsen 6 über in Achsrichtung gedämpft oder gefedert angeordnete Lenker 4 mit dem Drehzapfen 5 des Drehgestelles verbunden sind. Die Lenker 4 sind wahlweise in Achsrichtung gefedert und/oder gedämpft und haben gegebenenfalls an ihren Verbindungen zu den einzelnen Bauteilen 6 und 5 elastische Augen 7, 7' bzw. sind die Bolzenverbindungen in elastischen Hülsen gelagert, sodaß geringfügige Verformungen innerhalb der Verbindung während des Fahrens ausgeglichen werden können. Die Lenker 4 können auch als Stoßdämpfer ausgebildet sein. Die Laufräder 1 der Laufachsen 6 sind in vertikaler Richtung durch Feder-Dämpfer-Elemente 2 (Fig. 2) die beispielsweise als Luftfeder ausgebildet sind, abgestützt. Die einzelnen Laufräder 1 aufeinanderfolgender Laufachsen 6 sind durch eine federnde und/oder gedämpfte Verbindungsstange 3 verbunden, die beispielsweise von einem Teleskoprohr, insbesondere in in Achsrichtung gefedert und/oder gedämpft, bzw. einer Verbindungsstange mit mindestens einem elastisch ausgekleidetem Auge gebildet ist. Sowohl die Verbindungsstangen 3 als auch die Lenker 4 sind paarweise angeordnet, wobei die Lenker 4 im Grundriß zueinander geneigt sonst im wesentlichen parallel und die Verbindungsstangen 3 der Laufachsen 6 zueinander parallel, insbesondere in Fahrrichtung 8, vorgesehen sind. Durch diese Maßnahmen wird praktisch eine Einzelradfederung in einem Drehgestell erreicht, sodaß Ungenauigkeiten im Schienenaufbau bzw. durch schlechten Unterbau ausgeglichen werden können.
  • Um Zwangsspannungen in den Lenkern 4 auszuschalten, sind in einer optimalen Ausführung die Lenker 4 an einer Hülse 10 befestigt, die um den als Drehzapfen ausgebildeten Bauteil 5 in vertikaler Richtung an Bauteil 5 vertikal verschiebbar gelagert ist, sodaß das Wagengewicht nur über die Federn 2 in das Fahrwerk eingebracht wird.
  • Im Rahmen der Erfindung können sowohl die Verbindungsstangen 3 als auch die Lenker 4 von starren Elementen gebildet werden, die an der Auflagerstelle geringe Beweglichkeitsfreiheiten aufweisen. Vorzugsweise wird jedoch mindestens einer der Bauteile 3 oder 4 mit elastischen Verbindungsmitteln gelagert, oder direkt als Teleskop ausgebildet, wodurch größere Federwege ermöglicht werden. In den meisten Fällen genügt die Auskleidung der Augen mit einer elastischen Masse. Im Falle der Ausbildung der Lenker 4 und/oder der Verbindungsstangen 3 als teleskopierbares Dämpferelement läßt sich durch Veränderung des Hydraulikdruckes in den einzelnen Dämpfer-Elementen die Federsteifigkeit bzw. Dämpferkonstante beeinflussen, sodaß bei raschen Kurvenfahrten die Schrägstellung des Wagenkastens beeinflußt werden kann, indem beispielsweise der Hydraulikdruck auf der Kurveninnenseite erniedrigt und auf der Kurvenaußenseite gegenüber dem Normaldruck erhöht wird. Durch diese Maßnahmen läßt sich die maximale Kurvengeschwindigkeit erhöhen. Wesentlich für die Erfindung ist die Verwendung von radial verschiebbaren Federn vorzugsweise von Luftfedern, welche seitlich bzw. über den Rädern angeordnet sind. Ferner ist die Anordnung der Lenker im Dreieck zum zentralen Drehpunkt wesentlich, wobei die Lenker auch ungefedert ausgebildet sein können, indem beispielsweise die Anschlußbolzen in elastischen Hülsen gelagert sind.
  • Die Konstruktion ist nicht auf die Verwendung eines Drehgestells beschränkt, sie kann auch bei einachsigen Fahrwerken (Fig. 3) verwendet werden, bei welchen die Lenker 4 an einem zentralen Punkt im Wagenaufbau 9 und die halben Verbindungsstangen 3 zwischen Wagenaufbau 9 und Laufachse 6 gelenkig angeordnet sind. Durch diese Maßnahmen gleicht sich die Laufachse 6 den Schienengegebenheiten an, ohne daß größere Verformungen in den Wagenkasten bzw. in den Fahrgestellrahmen eingeleitet werden.
  • Die Erfindung ermöglicht eine definierte radiale selbstlenkende Achseinstellung in Abhängigkeit von der vorhandenen Querkraft unter Verwendung von gefederten und eventuell gedämpften Verbindungsstangen 3 und der oben beschriebenen Lenkeranordnung. Es besteht die Möglichkeit der Überlagerung der radialen Achseinstellung durch entsprechende Steuerung der Lenker bzw. Verbindungsstangen. Aufgrund der symmetrischen Bauweise lassen sich die gleichen Bauteile sowohl für ein Drehgestell (mit zwei Laufachsen) als auch für ein Achsfahrwerk (mit einer Achse) verwenden, wobei beim Letzteren die halbierten Verbindungsstangen mit dem Wagenkasten bzw. dem Fahrgestellrahmen gelenkig verbunden werden.

Claims (8)

  1. Fahrwerk mit mindestens einer gefederten Laufachse (6) oder Welle, insbesondere Drehgestell, für Schienenfahrzeuge, wie z. B. Standseilbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufachse (6), bzw. die Welle durch radial angeordnete Lenker (4) und durch vorzugsweise parallel zur Spur angeordnete Verbindungsstangen (3) verbunden sind, wodurch Horizontalkräfte entsprechend der Ausführung der Lenker (4) und der Verbindungsstangen (3) in den Drehpunkt ungedämpft geführt oder gedämpft eingeleitet werden und daß die vertikale Abstützung der Laufräder gegenüber dem Wagenaufbau (9) über die Laufachse (6), bzw. Welle oder die Verbindungsstangen (3) oder über die Lenker (4) über Federelemente, vorzugsweise Luftfedern, erfolgt.
  2. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (4) für jede Laufachse (6) paarweise zueinander symmetrisch zur Fahrzeugachse geneigt und gegebenenfalls mehrfach übereinander oder nebeneinander angeordnet sind, wobei bei mehrfacher Anordnung der Lenker (4) diese vorzugsweise parallel, jedoch auch im Winkel angeordnet sind.
  3. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (4) in Achsrichtung elastisch und/oder gedämpft ausgebildet sind.
  4. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstangen (3) in Achsrichtung gefedert und/oder gedämpft ausgebildet sind.
  5. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (4) und Verbindungsstangen (3) gefedert und/oder gedämpft angeordnet sind.
  6. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Lenker und Verbindungsstangen (3 und 4) symmetrisch zur Fahrrichtung (8) mit regelbarer Federung bzw. Dämpfung ausgebildet sind, sodaß beispielsweise durch Änderung des Hydraulikdruckes in einzelnen Lenkern und Verbindungsstangen (3, 4) die Achsstellung des Schienenfahrzeuges bei unterschiedlichen Krümmungsradien der Schienen regelbar ist.
  7. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (4) an einer Hülse (10) um den als Zapfen ausgebildeten Bauteil (5) gelagert sind und daß die Hülse (10) am Zapfen in vertikaler Richtung bewegbar geführt ist.
  8. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehung der Laufachse (6) gegenüber des Wagenkastens (9) durch die Anordnung eines Dämpfers, welcher in einem Hebelarm zum Drehpunkt (5) wirkt, zwischen Laufachse (6) oder Verbindungsstange (3) oder Lenker (4) und Wagenkasten (9) gedämpft ist.
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