EP1057707B1 - Fahrwerk für Schienenfahrzeuge. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk fiir Schienenfahrzeuge, insbesondere für Güterwagen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei der Auslegung von Fahrwerken dieser Art sind im wesentlichen folgende Problemfelder zu beachten: Die erhöhte Gesamtmasse des Fahrzeuges und die dadurch erhöhten Radsatzlasten steigern die Belastungen des Fahrwerks. Es ist natürlich das Ziel, diesen Massenzuwachs für die Erhöhung der möglichen Zuladung des Fahrzeuges zu nutzen, deshalb soll die Masse des Fahrwerks trotz höherer Belastungen nicht oder nur unterproportional im Vergleich zur Masse des Gesamtfahrzeuges steigen. Durch die Erhöhung der Gesamtmasse des Fahrzeuges wird auch der Massenunterschied zwischen dem leeren und dem voll beladenen Fahrzeug größer. Da die maximale Einfederung durch die zulässige Pufferstandsänderung des Fahrzeuges begrenzt wird und das mögliche Ladevolumen direkt durch die Auslegung der Federung beeinflußt wird, ist die Federung den veränderten Bedingungen anzupassen. Damit verbundene Veränderungen des Laufverhaltens, besonders des unbeladenen Fahrzeuges, muß mit geeigneten Maßnahmen entgegengewirkt werden.
Es sind bereits verschiedene Fahrwerke bekannt, die mit Radlasten über 22,5 t betrieben werden.
Ein Teil der bekannten gattungsmäßigen Fahrwerke werden unter speziellen Bedingungen betrieben. Die wesentliche Einschränkung für diese Fahrwerke ist die Begrenzung der Geschwindigkeit. Damit ist ein Einsatz der Fahrzeuge nur in genau bekannten Relationen, z.B. Ganzzugverkehre, möglich.
Die Fahrwerke des Typs Y 25 DRRS und ANF 25 sind zwar fiir eine Geschwindigkeit größer als 90 km/h und für eine Radlast von 25 t ausgelegt, durch die deutlich erhöhte Masse gegenüber einem Standarddrehgestell Y 25 ist aber die Erhöhung der möglichen Zuladung durch die größere Radlast nur unterproportional.
Andere Fahrwerke, wie z.B. das Drehgestell Y 25 TTV, haben durch örtliche Verstärkungen des Standarddrehgestelles Y 25 die erforderlichen statischen Festigkeiten erreicht. Es kommt durch die relativ starre Achsführung dieser Drehgestelle, wie sie vom Drehgestell Y 25 her bekannt ist, bei größeren Radlasten zu einem Anwachsen der Kräfte und damit zur Vergrößerung des Verschleißes zwischen Rad und Schiene.

Die EP 0 443 953 A1 beinhaltet so ein Fahrwerk für Schienenfahrzeug, bei dem die Radsätze durch Feder- und Führungselemente mit dem Drehgestellrahmen verbunden sind, wobei der Drehgestellrahmen mit einem Querträger und damit verbundenen Längsträgem ausgebildet ist. Dieses Fahrwerk ist nicht für 25t Radlast ausgelegt und weist nicht die Lenkachsführung mit beidseitiger Schakenaufhängung auf und ist dadurch nur bedingt radial einstellbar, was zu hohen Schienenkräften (Verschleiß und Lärm) führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, das robust, kostengünstig herstellbar ist und das bei Fahrgeschwindigkeiten über 90 km/h mit Radlasten über 22,5 t verkehren kann, ohne die zulässigen Kräfte auf das Gleis zu überschreiten, dessen Masse nicht oder nur unterproportional im Vergleich zur Masse des Gesamtfahrzeuges steigt, dessen Lärmemission im Vergleich zum Standarddrehgestell Y 25 geringer ist und das Fahrwerk einen gleisfreundlichen Einsatz ermöglicht, d.h., die vom Fahrwerk auf das Gleis übertragenen Kräfte sollen möglichst klein sein und damit auch der Verschleiß an der Schiene und dem Radsatz und außerdem soll mit diesem Fahrwerk die Lärmbelastung reduziert werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1: eine Seitenansicht des Fahrwerkes,

Fig. 2: die Draufsicht,

Fig. 3: den Schnitt A-A nach Fig. 2.

Nach Fig. 1 besteht ein Fahrwerk im wesentlichen aus einem verwindungsweichen Drehgestellrahmen 1 mit Querträger 2, zwei Längsträgern 3 und Federsätzen 4, Federkappen 5, Schaken 6, Druckstücken 7, Achslagern 8 und Radsätzen 9. Der Querträger 2 ist in Kastenbauweise ausgebildet und über eine Drehpfanne 17 mit dem Wagenkasten verbunden. Die Querenden des Querträgers 2 sind stumpf mit den Längsträgern 3 verbunden. Dabei wird ein Untergurt 11 des Querträgers 2 mit einem Untergurt 12 des Längsträgers 3 verbunden. Der Obergurt 10 des Querträgers 2 wird mit einem Steg 13 des Längsträgers 3 verbunden. Der Längsträger 3 ist als I-Träger ausgeführt, dabei besteht der Untergurt 12 des Längsträgers 3 im wesentlichen aus folgenden Teilen: dem Mittelteil und Achslagerführungen 14. Die Achslagerführungen 14 sind als Gußteile ausgeführt und nehmen die Druckstücke 7 auf und sind über die Schaken 6 mit den Federkappen 5 verbunden. Durch die Winkelstellung der Schaken 6 wird eine Kraftkomponente in Richtung Achslager 8 erzeugt. Dadurch kommen die Federkappen 5 an den Druckstücken 7 zur Anlage. Die Federsätze 4 stellen die Verbindung zwischen den Achslagerführungen 14 und den Achslagern 8 her. Dabei stützen sich äußere Federn 15 ständig auf den Federkappen 5 ab, wobei eine innere Feder 16 sich ab einer bestimmten Größe der Fahrwerksbelastung direkt auf der Achslagerführung 14 abstützt. Zwischen den Druckstücken 7 ist der Radsatz 9 mit den darauf montierten Achslagern 8 geführt. Die Druckstücke 7 auf beiden Seiten der Achslager 8 sind beweglich in den Achslagerführungen 14 gelagert und besitzen in Längsrichtung des Fahrwerks ein bestimmtes Spiel X. Durch die Kastenstruktur des Querträgers 2 wird ein torsionssteifer Abschnitt in der Hauptbelastungszone des Drehgestellrahmens 1 geschaffen und mit den biegeweichen Längsträgern 3 werden in den weniger belasteten Abschnitten des Fahrwerks zusätzliche Elastizitäten erzeugt, die sich vorteilhaft auf das Laufverhalten des Fahrzeuges auswirken. Durch die Integration der Achslagerführung 14 in den Untergurt 12 des Längsträgers 3 wird die Verbesserung der Krafteinleitung und damit eine Erhöhung der dynamischen Festigkeit bei gleichzeitiger Verringerung der Bauteilmasse erreicht. Gleichzeitig ist die Verringerung der Genauigkeit und damit des Fertigungsaufwandes beim Schweißen des Drehgestellrahmens 1 möglich, da durch entsprechende Zugaben am Gußteil eine mechanische Endbearbeitung des gesamten Drehgestellrahmens 1 möglich ist. Der Federsatz 4 hat eine progressive Federcharakteristik, das kann, wie in Fig. 3 dargestellt, durch den von der Belastung des Drehgestellrahmens 1 abhängigen Eingriffspunkt der inneren Feder 16 erreicht werden. Eine ähnliche Federcharakteristik läßt sich auch durch eine Schraubendruckfeder mit besonders ausgeführten Federenden (TKS-Feder) erzielen. Ein Vorteil dieser Form der Ausführung ist die geringere Lärmemission beim unbeladenen Fahrzeug, da sich beim Federsatz 4 die unbelastete innere Feder 16 frei bewegen ("klappern") kann und so zu verstärkter Lärmemission führt. Durch die Kraftkomponente, die über die Druckstücke 7 in Richtung Achslager 8 übertragen wird, entsteht bei Relativbewegungen zwischen Achslager 8 und Achslagerführung 14 eine Dämpfung. Diese Dämpfung ist belastungsabhängig. Die Dämpfung darf besonders beim unbeladenen Fahrzeug nicht zu groß werden. Es ist vorteilhaft, die Druckstücke 7 so auszuführen, daß der Reibwert zwischen Achslager 8 und Druckstück 7 einen konstant niedrigen Wert hat, damit das Laufverhalten des unbeladenen Fahrzeuges verbessert wird. Eine Form der Ausführung ist die nicht dargestellte Beschichtung des Stahlgrundkörpers des Druckstückes 7 mit einem hochbelastbaren, verschleißarmen und selbstschmierenden Kunststoff. Durch diese Ausführung wird gleichzeitig die Übertragung des Körperschalls vom Radsatz 9 auf die anderen Komponenten des Fahrwerkes gemindert. Durch das beidseitige Spiel X der Achslager 8 in der Achslagerführung 14 wird eine verbesserte Radialeinstellbarkeit des Radsatzes 9 im Gleisbogen erreicht und damit der Verschleiß zwischen Rad und Schiene verringert.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

Drehgestellrahmen

2

Querträger

3

Längsträger

4

Federsatz

5

Federkappen

6

Schake

7

Druckstück

8

Achslager

9

Radsatz

10

Obergurt (des Querträgers 2)

11

Untergurt (des Querträgers 2)

12

Untergurt (des Längsträgers 3)

13

Steg (des Längsträgers 3)

14

Achslagerführung

15

äußere Feder

16

innere Feder

17

Drehpfanne

X

Spiel (zwischen Achslager 8 und Achslagerführung 14)

Claims (3)

1. Fahrwerk für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Güterwagen, mit einem am Wagenkasten drehbar gelagerten Fahrwerksrahmen, bei dem die Radsätze durch Feder- und Führungselemente mit einem Drehgestellrahmen (1) verbunden sind, wobei der Drehgestellrahmen mit einem Querträger (2) und damit verbundenen Längsträgem (1) ausgebildet ist und bei dem Achslagerführungen (14) direkt in einem Untergurt (12) des Längsträgers (3) integriert sind und an den Achslagerführungen (14) jeweils zwei mit einem Spiel (X) verschiebbare Druckstücke (7) und über Schaken (6) verbundene Federkappen (5), die sich über Federsätze (4) auf Achslager (8) abstützen, angeordnet sind und wobei die Druckstücke (7) von den Federkappen (5) von beiden Seiten gegen die Achslager (8) gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehgestellrahmen (1) durch die Kombination eines torsionssteifen Querträgers (2) und biegeweichen Längsträgern (3) verwindungsweich ausgebildet ist, wodurch das Fahrwerk so ausgebildet ist, daß bei Radlasten über 22,5t Geschwindigkeiten von 90 km/h gefahren werden können.
2. Fahrwerk nach Anspruch 1, wobei anstelle eines Federsatzes (4) eine einzelne Stahldruckfeder mit progressiver Federkennlinie angeordnet ist.
3. Fahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Druckstücke (7) mit einem hocbelastbaren Kunststoff beschichtet sind.

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