EP0883540B1 - Einzel- oder Doppelachsfahrwerk für Schienenfahrzeuge, mit einer angetriebenen Losradachse - Google Patents

Einzel- oder Doppelachsfahrwerk für Schienenfahrzeuge, mit einer angetriebenen Losradachse Download PDF

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EP0883540B1
EP0883540B1 EP97950050A EP97950050A EP0883540B1 EP 0883540 B1 EP0883540 B1 EP 0883540B1 EP 97950050 A EP97950050 A EP 97950050A EP 97950050 A EP97950050 A EP 97950050A EP 0883540 B1 EP0883540 B1 EP 0883540B1
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EP
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wheel
axle
dual
drive
cardanic
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Andreas Brinkmann
Thaddäus KASPRZYK
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Gutehoffnungshutte Radsatz GmbH
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    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/16—Types of bogies with a separate axle for each wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/52—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with transmission shafts at an angle to the driving axles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/02—Types of bogies with more than one axle
    • B61F3/04—Types of bogies with more than one axle with driven axles or wheels

Definitions

  • the invention relates to a single or double-axle chassis for rail vehicles, in particular to chassis or bogies on low-floor vehicles, with a driven idler wheel axle for Rail vehicles, in particular for running gears or bogies Low-floor vehicles according to the preamble of claim 1.
  • Fig. 6 and 8 are non-driven, braked running gear (single or Double axle bogies) known to enable a low Floor also in the area of the chassis so-called loose wheel axles use.
  • the idler gear axis consists essentially of a cranked, non-rotating axis (portal axis) with bilateral Axle heads with stub axles, on each of which a usually rubber-sprung idler gear is mounted. Is supported by a primary suspension the chassis frame of the chassis on the idler gear axis. To the idler gear axis for the standard track has this purpose, for example on the axle head on the inside of the wheel two machined contact surfaces for the primary suspension.
  • the idler axles of the aforementioned Versions are equipped with a disc brake but no way to drive.
  • the drive for transmitting the torque of the idler gears Idler wheel axles take the form that between the at the Arranged outside the vehicle, primarily sprung electromechanical drive and the respective idler gear a gimbal Double clutch is arranged on the outside of the wheel attacks.
  • the design of the idler axles with the outside acting on the wheel cardanic double clutch and internal connections for the Primary suspension usually enables e.g. for standard gauges Vehicles (gauge approx. 1435 mm) the arrangement of a low-floor Middle aisle between the heads of the idler gear axle with sufficient Width.
  • the arrangement of the contact surfaces for the primary suspension on the inside of the wheel also makes the width of the center aisle of the low-floor vehicle undesirable Way further restricted.
  • standard-gauge vehicles in which a larger aisle width is desired than is made possible by the aforementioned solution.
  • the invention is therefore based on the object of a chassis Propose idler gear that does not have this problem, and In addition, the width of the idler gear and drive are too large is avoided, e.g. also narrow-gauge vehicles with at the same time narrow car body width without annoying overhang of the undercarriage enable.
  • the proposal according to the invention consists essentially in that Arrangement of the contact surfaces for the primary suspension and the Output level of the cardanic double clutch opposite the wheel is exchanged so that the contact surfaces on the outside of the wheel and the Output level of the clutch are arranged on the inside of the wheel.
  • Cardan shaft trained connection between drive and The output level of the cardanic double clutch is through a central one Opening of the wheel and the wheel support frame guided.
  • the installation width for the output level of the cardan double clutch is significantly smaller than that for the axle head of the wheel support frame (Contact surfaces for the primary suspension), the Vehicle floor widened or in narrow-gauge vehicles at all can only be meaningfully made possible.
  • a ground contact can be made per wheel in a known design be provided.
  • the peculiarity is that the rotating component of the contact is integrated directly into the cardan shaft, while the non-rotating component has a torque arm that e.g. also serves as an electrical lead with the wheel support frame connected is.
  • Current bridges are used to carry current to the tire between the wheel tire and the one on the cardan shaft on the On the output side, there is a coupling star. Since the Gimbal drum over the rubber packets of the output level of the gimbal double clutch opposite the wheel disc, and the Wheel disc also compared to the wheel tire through the rubber ring the rubber-sprung wheel is insulated can be used complex, current-insulated wheel bearings can be dispensed with. Through the Design described is a current passage through the rolling bearing safely avoided.
  • the U-shaped wheel support frame 1 (portal axle) of the idler wheel axle comprises the wheels 2 on the outside.
  • the bearing surfaces 14 for the primary suspension are formed on the two legs of the wheel support frame.
  • the output plane 3 of the cardanic double clutch is arranged on the inside of each individual wheel 2. As can be seen from FIG. 2, part of the output clutch 3 is arranged directly on the wheel disk 7.
  • Drive level 4 and output level 3 of the cardanic double clutch are connected to one another via a cardan shaft 5.
  • This cardan shaft 5 is guided through an opening of the wheel 2 and the wheel support frame 1.
  • the drive side 4 is connected via a gear 11 to the motor (not shown) arranged on each side between the wheels 2.
  • the input and output levels 3, 4 of the cardanic double clutch consist in a manner known per se of hollow shaft stars and interposed wedge assemblies.
  • the output gear of the transmission 11 is designed as a hollow shaft. Via the side facing away from the wheel, the drive torque is transmitted to the drive plane 4 of the hollow shaft wedge packet coupling via the hollow shaft star connected to the hollow shaft.
  • a cardan shaft 5 guided through the hollow transmission shaft guides the torque into the output plane 3, which in turn consists of the same wedge assemblies as are used in the drive plane 4 and the wheel spider connected to the wheel disc 7.
  • the wheel 2 is on the inside of the wheel support frame 1 via a Wheel bearing 16 on a hollow stub axle 6 directly or by means of a Flange connection stored.
  • the rotating part of an earth contact 8 is in the cardan shaft 5 integrated.
  • the fixed part is via a torque arm 12, which is simultaneously can also serve as a supply line, connected to the wheel support frame.
  • the current flow from the ground contact to the wheel tire 10 takes place via Current bridges 13 attached to the coupling star of the propeller shaft 5 are.
  • FIG 3 shows an example of the use of two inventive Idler gear axles in a driven double-axle chassis.
  • Each is a drive unit on the long side of the chassis, which consists of a motor 15 and the flanged on both sides Bevel gear 11 exists.
  • the drive unit is not on one shown chassis frame hung, which in turn over the Primary spring support surfaces 14 on the wheel support frame 1 of the two Idler axles supported.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Einzel-oder Doppelachsfahrwerk für Schienenfahrzeuge, insbesondere auf Fahrwerke oder Drehgestelle an Niederflurfahrzeugen, mit einer angetriebenen Losradachse für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Fahrwerke oder Drehgestelle an Niederflurfahrzeugen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der Zeitschrift: Der Nahverkehr, Heft 6/94 Aufsatz "Neues bei Laufwerkskomponenten und gummigefederten Rädern", Abb. 6 und 8 sind nicht-angetriebene, gebremste Lauffahrwerke (Einzel- oder Doppelachsfahrwerke) bekannt, die zur Ermöglichung eines niedrigen Fußbodens auch im Bereich des Fahrwerkes sog. Losradachsen verwenden. Die Losradachse besteht im wesentlichen aus einer gekröpften, nicht-rotierenden Achse (Portalachse) mit beidseitigen Achsköpfen mit Achsstummeln, auf denen jeweils ein in der Regel gummigefedertes Losrad gelagert ist. Über eine Primärfederung stützt sich der Fahrwerksrahmen des Fahrwerks auf der Losradachse ab. Zu diesem Zweck weist beispielsweise die Losradachse für die Normalspur am Achskopf an der Radinnenseite zwei bearbeitete Auflageflächen für die Primärfederung auf. Die Losradachsen der vorgenannten Ausführungen sind zwar mit einer Scheibenbremse ausgerüstet, besitzen aber keine Möglichkeit zum Antrieb.
Aus der DE 44 29 889 A1 sind, angetriebene Losradachsen an einem Doppelachsfahrwerk für Schienenfahrzeuge bekannt. Eine praktische Ausgestaltung hierzu ist zum Beispiel in der Zeitschrift: Verkehr und Technik, Heft 9 / 96, Seite 387 f. in dem Aufsatz "Combino, die modulierbare Niederflurstraßenbahn..." dargestellt. Hierbei stützt sich ein Fahrwerksrahmen auf zwei gekröpften Losradachsen (Portalachsen) ab, wobei die die Auflageflächen für die Rahmen und Achsen verbindende Primärfederung sich, an der Innenseite der Räder befinden.
Der Antrieb zur Übertragung des Drehmomentes der Losräder der Losradachsen erfolgt in der Form, daß zwischen dem an der Fahrzeugaußenseite angeordneten, primär abgefederten elektromechanischen Antrieb und dem jeweiligen Losrad eine kardanische Doppelkupplung angeordnet ist, die an der Außenseite des Rades angreift.
Die Ausführung der Losradachsen mit außen am Rad angreifender kardanischer Doppelkupplung und innenliegenden Anschlüssen für die Primärfederung ermöglicht in der Regel z.B. bei normalspurigen Fahrzeugen (Spurweite ca. 1435 mm) die Anordnung eines niederflurigen Mittelganges zwischen den Köpfen der Losradachse mit ausreichender Breite.
Bei Fahrzeugen mit geringerer Spurweite (z.B. für Schmalspurbahnen mit 1000 mm Spurweite), bei denen das Abstandsmaß zwischen den Innenflächen der Räder kleiner ist, wird durch die Anordnung der Auflageflächen für die Primärfederung an der Innenseite des Rades die Breite des Mittelganges des Niederflurwagens zusätzlich in unerwünschter Weise weiter eingeschränkt.
Gleiches gilt auch bei z.B. normalspurigen Fahrzeugen, bei denen eine größere Mittelgangbreite gewünscht wird, als dieses durch die vorgenannte Lösung ermöglicht wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrwerk Losradachse vorzuschlagen, bei der dieses Problem nicht besteht, und außerdem eine zu große Baubreite von Losradachse und Antrieb vermieden wird, um z.B. auch Schmalspur-Fahrzeuge mit gleichzeitig geringer Wagenkastenbreite ohne störenden Überstand der Fahrwerke zu ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in Patentanspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche 2 bis 4 enthalten sinnvolle Ausführungsformen dazu.
Der erfindungsgemäße Vorschlag besteht im wesentlichen darin, daß die Anordnung der Auflageflächen für die Primärfederung und der Abtriebsebene der kardanischen Doppelkupplung gegenüber dem Rad vertauscht wird, so daß die Auflageflächen an der Radaußenseite und die Abtriebsebene der Kupplung an der Radinnenseite angeordnet sind. Dieses setzt voraus, daß die gekröpfte Portalachse als Radtragrahmen U-förmig um beide Räder herumgeführt ist, wobei auf den beiden Schenkeln jeweils die Primärfederauflageflächen ausgebildet sind. Die als Kardanwelle ausgebildete Verbindung zwischen Antriebs- und Abtriebsebene der kardanischen Doppelkupplung ist durch eine zentrale Öffnung des Rades und der Radtragrahmens geführt.
Da z.B. gegenüber der in DE 44 29 889 A1 beschrieben Anordnung nun die Einbaubreite für die Abtriebsebene der kardanischen Doppelkupplung wesentlich kleiner ist als die für den Achskopf des Radtragrahmens (Auflageflächen für die Primärfederung), kann hierdurch der Fahrzeugfußboden verbreitert oder bei Schmalspurfahrzeugen überhaupt erst sinnvoll ermöglicht werden.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn das Rad an der Innenseite des Radtragrahmens auf einem möglichst kurzen Hohl-Achsstummel als Radträger gelagert ist und dieser Radträger entweder direkt oder mittels einer Flanschverbindung mit dem Radtragrahmen verbunden ist. Hierdurch wird eine stabile Konstruktion mit geringer Baubreite erreicht. Die Baubreite wird zusätzlich verringert, wenn die Radscheibe ein Teil der Abtriebsebene der kardanischen Doppelkupplung ist.
Je Rad kann ein Erdungskontakt an sich bekannter Ausführung vorgesehen werden. Die Besonderheit besteht nun darin, daß das rotierende Bauteil des Kontaktes direkt in die Kardanwelle integriert ist, während das nicht-rotierende Bauteil über eine Drehmomentstütze, die z.B. gleichzeitig als elektrische Zuleitung dient, mit dem Radtragrahmen verbunden ist. Zwecks Stromführung zum Radreifen sind Strombrücken zwischen dem Radreifen und dem an der Kardanwelle an der Abtriebsseite ausgebildeten Kupplungsstern vorhanden. Da die Kardantrommel über die Gummipakete der Abtriebsebene der kardanischen Doppelkupplung gegenüber der Radscheibe, und die Radscheibe außerdem gegenüber dem Radreifen durch den Gummiring des gummigefederten Rades isoliert ist, kann auf die Verwendung aufwendiger, stromisolierter Radlager verzichtet werden. Durch die beschriebene Gestaltung wird ein Stromdurchgang durch die Wälzlager sicher vermieden.
Neben der in DE 44 29 889 A1 beschriebenen Fahrwerksausführung mit zwei Losradachsen (Doppelachsfahrwerk) und Kopplung der Räder einer Längsseite durch einen längsliegenden Motor mit zwei angeflanschten Kegelradgetrieben sind natürlich auch Ausführungen möglich, bei denen die Längskopplung durch einen querliegenden Motor und ein den Motor und beide Losräder verbindendes Stirnradgetriebe erfolgt. Ebenso sind Einzelachsfahrwerke denkbar, bei denen dann naturgemäß keine Längskopplung gegeben ist, da je Seite nur ein Losrad mit einem Antrieb (Motor oder Motor-Getriebe-Einheit) verbunden ist.
Für die angetriebene Losradachse als Gegenstand der Erfindung ist es daher ohne Bedeutung, wie das Antriebsmoment an der Antriebsseite der kardanischen Doppelkupplung erzeugt wird und ob die Losradachse nun in einem Einzel- oder einem Doppelachsfahrwerk eingesetzt wird.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten drei Figuren beispielsweise näher erläutert. Es zeigen
Figur 1
die angetriebene Losradachse in der Draufsicht,
Figur 2
teils im waagerechten Schnitt, teils in der Draufsicht die Anordnung der kardanischen Doppelkupplung sowie die Gestaltung des Radträgers für das gummigefederte Rad,
Figur 3
schematisch in der Draufsicht die Anwendung der erfindungsgemäßen Losradachse in einem Doppelachsfahrwerk für einen Niederflurwagen.
Der U-förmig ausgebildete Radtragrahmen 1 (Portalachse) der Losradachse umfaßt außen die Räder 2. An den beiden Schenkeln des Radtragrahmens sind die Auflageflächen 14 für die Primärfederung ausgebildet.
Auf der Innenseite jedes einzelnen Rades 2 ist die Abtriebsebene 3 der kardanischen Doppelkupplung angeordnet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist direkt an der Radscheibe 7 ein Teil der Abtriebskupplung 3 angeordnet. Antriebsebene 4 und Abtriebsebene 3 der kardanischen Doppelkupplung sind über eine Kardanwelle 5 miteinander Verbunden. Diese Kardanwelle 5 ist durch eine Öffnung des Rades 2 und des Radtragrahmens 1 geführt. Die Antriebsseite 4 ist über ein Getrieb 11 mit dem nicht dargestellten auf jeder Seite zwischen den Rädern 2 angeordneten Motor verbunden. Die Antriebs- und die Abtriebsebene 3, 4 der kardanischen Doppelkupplung bestehen in an sich bekannter Weise aus Hohlwellensternen und dazwischen angeordneten Keilpaketen. Das Abtriebszahnrad des Getriebes 11 ist als Hohlwelle ausgebildet. Über die dem Rad abgewandte Seite wird das Antriebsmoment über den mit der Hohlwelle verbundenen Hohlwellenstern auf die Antriebsebene 4 der Hohlwellenkeilpaketkupplung übertragen. Eine durch die Getriebehohlwelle hindurch geführte Kardanwelle 5 leitet das Drehmoment in die Abtriebsebene 3. Diese wiederum besteht aus den gleichen Keilpaketen wie sie in der Antriebsebene 4 verwendet werden und dem mit der Radscheibe 7 verbundenen Radstern.
Das Rad 2 ist an der Innenseite des Radtragrahmens 1 über eine Radlagerung 16 auf einem Hohl-Achsstummel 6 direkt oder mittels einer Flanschverbindung gelagert.
In der Kardanwelle 5 ist der rotierende Teil eines Erdungskontaktes 8 integriert.
Der feststehende Teil ist über eine Drehmomentstütze 12, die gleichzeitig auch als Zuleitung dienen kann, mit dem Radtragrahmen verbunden. Die Stromführung vom Erdungskontakt zum Radreifen 10 erfolgt über Strombrücken 13, die am Kupplungsstern der Kardanwelle 5 befestigt sind.
Durch den Gummiring 9 des gummigefederten Rades sowie durch die Gummielemente der Abtriebsebene 3 der kardanischen Doppelkupplung findet eine wirksame Stromisolierung zwischen Radscheibe und Radtragrahmen statt, so daß auf den Einbau stromisolierter Wälzlager zwischen Radscheibe 7 und dem Hohl-Achsstummel 6 verzichtet werden kann.
Figur 3 zeigt beispielhaft die Anwendung zweier erfindungsgemäßer Losrad-achsen in einem angetriebenen Doppelachsfahrwerk. Je Fahrwerkslängsseite ist dabei eine Antriebseinheit vorhanden, die aus einem Motor 15 und den jeweils beidseitig angeflanschten Kegelradgetrieben 11 besteht. Die Antriebseinheit ist an einem nicht dargestellten Fahrwerksrahmen aufgehängt, der sich wiederum über die Primärfederauflageflächen 14 auf den Radtragrahmen 1 der beiden Losradachsen abstützt.
Bezugszeichenliste
1
Radtragrahmen (Portalachse)
2
Rad
3
Abtriebsebene der kardanischen Doppelkupplung
4
Antriebsebene der kardanischen Doppelkupplung
5
Kardanwelle
6
Hohl-Achsstummel
7
Radscheibe
8
Erdungskontakt
9
Gummiring
10
Radreifen
11
Getriebe
12
Drehmomentstütze
13
Strombrücken
14
Auflageflächen für die Primärfederung
15
Motor
16
Radlagerung

Claims (4)

  1. Einzel-oder Doppelachsfahrwerk für Schienenfahrzeuge, insbesondere Fahrwerke oder Drehgestelle an Niederflurfahrzeugen mit einer angetriebenen Losradachse mit einzeln gelagerten Rädern wobei auf jeder Fahrwerkslängsseite außen am Fahrwerksrahmen ein Antrieb befestigt ist und der Antrieb über eine kardanische Doppelkupplung mit dem jeweiligen Losrad verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Radtragrahmen (1) mit Auflageflächen (14) für die Primärfederung die beiden Räder (2) von außen umgreift, und zwischen den Längsträgern des Einzel-oder Doppelachsfahrwerkes angeordnet ist die Abtriebsebene (3) der kardanischen Doppelkupplung an der Radinnenseite und die Antriebsebene (4) der kardanischen Doppelkupplung außerhalb des Radtragrahmens (1) angeordnet ist, und die Kardanwelle (5) als Verbindung zwischen Antriebsebene (4) und Abtriebsebene (3) durch eine zentrale Öffnung des Rades (2) und des Radtragrahmens (1) geführt ist.
  2. Einzel-oder Doppelachsfahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (2) an der Innenseite des Radtragrahmens (1) auf einem Hohl-Achsstummel (6) direkt oder mittels einer Flanschverbindung gelagert ist.
  3. Einzel-oder Doppelachsfahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheibe (7) ein Teil der Abtriebsebene (3) der kardanischen Doppelkupplung ist.
  4. Einzel-oder Doppelachsfahwerk nach den Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Erdungskontakt (8) in die Kardanwelle (5) integriert ist, über eine Drehmomentstütze (12) zum mit dem Radtragrahmen (1) verbunden ist, daß Strombrücken (13) vom kardanwellenseitigen Kupplungsstern der Abtriebsebene (3) zum Radreifen (10) führen, und daß über die Gummielemente der Abtriebsebene (3) und den Gummiring (9) des Rades (2) eine Stromisolierung stattfindet.
EP97950050A 1996-12-07 1997-10-30 Einzel- oder Doppelachsfahrwerk für Schienenfahrzeuge, mit einer angetriebenen Losradachse Expired - Lifetime EP0883540B1 (de)

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DE19650913A DE19650913A1 (de) 1996-12-07 1996-12-07 Angetriebene Losradachse
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EP0883540A1 EP0883540A1 (de) 1998-12-16
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