EP1062139B1

EP1062139B1 - Vorrichtung zur übertragung der längskräfte eines drehgestelles auf den wagenkasten eines schienenfahrzeuges, insbesondere eines triebfahrzeuges mit hoher zugkraft

Info

Publication number: EP1062139B1
Application number: EP99916783A
Authority: EP
Inventors: Gerhard Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2002-12-04
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: US6397760B1; NO20004407L; CN1097536C; CA2322414A1; CN1292755A; DE59903650D1; ATE228951T1; EP1062139A1; WO1999046155A1; DE19810697A1; PT1062139E; ES2189409T3; NO20004407D0

Description

Vorrichtung zur Übertragung der Längskräfte eines Drehgestelles auf den Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges, insbesondere eines Triebfahrzeuges mit hoher Zugkraft

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung der Längskräfte eines Drehgestelles auf den Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges, insbesondere eines Triebfahrzeuges mit hoher Zugkraft, mit einer in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten Übertragungsstange aus zwei Stangenteilen, von denen ein Stangenteil an einem Anlenkpunkt des Wagenkastens und das andere Stangenteil an einem Anlenkpunkt des Drehgestellrahmens angreift, wobei die zwei Stangenteile in einem um die Fahrzeugquerachse drehbeweglichen Gelenk verbunden sind, das gegenüber dem Drehgestellrahmen vertikal abgestützt ist.

Bei einer durch die DE-AS 12 24 768 bekannten Vorrichtung mit den zuvor genannten Merkmalen sind zwei dieser Übertragungsstangen 2 * 31, 32 vorgesehen, deren jeweiliges drehbewegliches Gelenk 33 mittels Kegelrollen 34 gegenüber einer zugehörigen Rollfläche 35 am Drehgestell vertikal nach oben abgestützt ist. Die beiden Übertragungsstangen 31, 32 können jeweils nur in einer Lastrichtung Kräfte auf den Wagenkasten 7 weiterleiten; bei auftretenden Zug- und Bremskräften ist also je nach Fahrtrichtung entweder die eine (Fig. 1, links) oder die andere (Fig. 1, rechts) Übertragungsstange wirksam. Der doppelte Einsatz von Übertragungsstangen und die dementsprechend sowohl am Wagenkasten 7 als auch am Drehgestell 26 zweifach auszubildenden Anlenkpunkte werden als nachteilig angesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art durch möglichst einfache Mittel so zu gestalten, daß auftretende Längskräfte mit nur einer Übertragungsstange in Zugrichtung und in Druckrichtung übertragbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zwei Stangenteile und das drehbewegliche Gelenk knicksteif ausgeführt sind, wobei das Gelenk in beiden Vertikalrichtungen kraftübertragend am Drehgestellrahmen angeschlossen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung prinzipartig dargestellt sind. Es zeigen

Fig. 1: ein Triebdrehgestell und einen nur angedeuteten Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges mit einer Vorrichtung zur Längskraftübertragung in Seitenansicht,
Fig. 2: Bauelemente der Vorrichtung zur Längskraftübertragung nach Fig. 1 in der Draufsicht,
Fig. 3: eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform ebenfalls in Seitenansicht,
Fig. 4: eine die Fig. 3 ergänzende Draufsicht in der Darstellung entsprechend Fig. 2.

Das Triebdrehgestell hat einen Drehgestellrahmen 1, durch Fahrmotore 9 angetriebene Radsätze 10 und eine hier nicht dargestellte Bremsausrüstung, die aus Scheibenbremsen und Schienenbremsen bestehen kann.

Der Übertragung von Längskräften dient eine aus zwei Stangenteilen 4 und 5 gebildete Übertragungsstange, wobei diese Stangenteile 4 und 5 in einem um die Fahrzeugquerachse drehbeweglichen Gelenk 6 verbunden sind. Das erste Stangenteil 4 greift an einem Anlenkpunkt 3 des Wagenkastens 11 an; das zweite Stangenteil 5 ist an einem Anlenkpunkt 2 des Drehgestellrahmens 1 befestigt, der einen relativ geringen Höhenabstand h von der Schienenoberkante SO aufweist.

Im Hinblick auf die Längskraftübertragung sowohl in Zugrichtung als auch in Druckrichtung sind die Stangenteile 4 und 5 der Übertragungsstange sowie das bevorzugt als breites Scharniergelenk gestaltete drehbewegliche Gelenk 6 knicksteif ausgeführt, wobei das Gelenk 6 in beiden Vertikalrichtungen kraftübertragend am Drehgestellrahmen 1 angeschlossen ist. Dieser kraftübertragende Anschluß wird nach den Ausführungsbeispielen durch ein Gelenkgetriebe gebildet, das zwei im Ausgangszustand parallele pendelartige Lenker 7 aufweist, die mit dem Gelenk 6 und dem Kopfträger 8 des Drehgestellrahmens 1 verbunden sind. Durch diesen Anschluß ist im übrigen günstig die Knicklänge auf das jeweilige Stangenteil 4 bzw. 5 begrenzt.

Die erfindungsgemäße Anlenkung läßt - außer in Längsrichtung, in der ja die Kraftübertragung erfolgen soll - alle Beweglichkeiten zwischen Drehgestell und Wagenkasten zu, nämlich Ausdrehen um die Hochachse, Tauchen, Translation quer, Nicken und Wanken. Bei diesen verschiedenen Arten von Relativbewegungen besitzt die Übertragungsstange unterschiedliche Gesamtlängen und Anlenkpunkte:

Für Bewegungen in der Grundrißebene (horizontal), also Ausdrehen um die Hochachse und Translation quer, verbindet das Gelenk 6 die beiden Teile 4 und 5 der Übertragungsstange steif; die Übertragungsstange besitzt die effektive Länge L zwischen den Anlenkpunkten 2 und 3.
Für Bewegungen in der Aufrißebene (vertikal), also Tauchen und Nicken, ist die Übertragungsstange im Gelenk 6 beweglich, das wie beschrieben in senkrechter Ebene starr am Drehgestellrahmen 1 befestigt ist. Die Übertragungsstange umfaßt effektiv nur ihr Teil 4 mit der Länge L1 zwischen dem Anlenkpunkt 3 und dem drehbeweglichen Gelenk 6.
Wankbewegungen werden durch kardanische Verdrehung um den Anlenkpunkt 3 am Wagenkasten 11 aufgenommen.

Durch eine Schrägstellung des ersten Teils 4 der Übertragungsstange um den Winkel β kann erreicht werden, daß die Wirkungslinie der Längskräfte die Drehgestellmitte auf Höhe der Schienenoberkante SO schneidet. Da das zweite Stangenteil 5 keine Vertikalbeweglichkeit gegenüber dem Drehgestellrahmen 1 besitzt, können Antriebskomponenten, wie hier die Fahrmotore 9, in unmittelbarer Nähe dieses Stangenteiles 5 angeordnet werden. Außerdem ist im Sinne des möglichst großen freien Einbauraumes für die Antriebskomponenten insbesondere das Stangenteil 5 flach gestaltet, d. h., dessen Bauhöhe ist wesentlich kleiner als die Baubreite (unter Berücksichtigung der erforderlichen Knicksteifigkeit).

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 ist der drehgestellseitige Anlenkpunkt 2 des Stangenteiles 5 um eine Strecke e aus der Quermitte des Drehgestelles in Längsrichtung auf das drehbewegliche Gelenk 6 hin versetzt. Die durch diesen Versatz verursachten Rückwirkungen auf die Ausdrehkraft des Drehgestelles kompensieren weitgehend die Rückwirkungen, die aus der Führung des Gelenkes 6 verursacht werden, weil sich das Gelenk 6 durch die beiden parallelen pendelartigen Lenker 7 seitlich nicht auf einer Ebene, sondern auf einer Kugeloberfläche mit dem Radius L2 bewegt.

Liste der Bezugszeichen

1: Drehgestellrahmen
2: Anlenkpunkt am Drehgestellrahmen
3: Anlenkpunkt am Wagenkasten
4: erstes Teil einer Übertragungsstange
5: zweites Teil einer Übertragungsstange
6: drehbewegliches Gelenk (Scharniergelenk)
7: pendelartiger Lenker, als Teil eines Gelenkgetriebes
8: Kopfträger des Drehgestellrahmens
9: Fahrmotor
10: Radsatz
11: Wagenkasten
L: effektive Länge der Übertragungsstange 4, 5 zwischen den Anlenkpunkten 2 und 3
L1: effektive Länge der Übertragungsstange - hier nur Teil 4 - zwischen dem Anlenkpunkt 3 und dem Gelenk 6
L2: Radius der seitlichen Beweglichkeit des Drehgestells auf einer Kugeloberfläche
SO: Schienenoberkante
h: Höhenabstand des drehgestellseitigen Anlenkpunktes 2 von der Schienenoberkante
e: Strecke, um die der drehgestellseitige Anlenkpunkt 2 aus der Drehgestellmitte in Längsrichtung auf das Gelenk 6 hin versetzt ist
β: Winkel der Schrägstellung des ersten Teils 4 der Übertragungsstange

Claims

Vorrichtung zur Übertragung der Längskräfte eines Drehgestelles auf den Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges, insbesondere eines Triebfahrzeuges mit hoher Zugkraft, mit einer in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten Übertragungsstange aus zwei Stangenteilen (4, 5), von denen ein Stangenteil (4) an einem Anlenkpunkt (3) des Wagenkastens (11) und das andere Stangenteil (5) an einem Anlenkpunkt (2) des Drehgestellrahmens (1) angreift, wobei die zwei Stangenteile (4, 5) in einem um die Fahrzeugquerachse drehbeweglichen Gelenk (6) verbunden sind, das gegenüber dem Drehgestellrahmen (1) vertikal abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Stangenteile (4, 5) und das drehbewegliche Gelenk (6) knicksteif ausgeführt sind, wobei das Gelenk (6) in beiden Vertikalrichtungen kraftübertragend am Drehgestellrahmen (1) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbewegliche Gelenk (6) als Scharniergelenk gestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kraftübertragende Anschluß des drehbeweglichen Gelenkes (6) am Drehgestellrahmen (1) durch ein Gelenkgetriebe gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkgetriebe zwei im Ausgangszustand parallele pendelartige Lenker (7) aufweist, die mit dem drehbeweglichen Gelenk (6) und dem Kopfträger (8) des Drehgestellrahmens (1) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das am Wagenkasten (11) angelenkte Stangenteil (4) in Vertikalebene geneigt angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der drehgestellseitige Anlenkpunkt (2) des Stangenteiles (5) um eine Strecke (e) aus der Quermitte des Drehgestelles in Längsrichtung auf das drehbewegliche Gelenk (6) hin versetzt ist, wobei die durch diesen Versatz (Strecke e) verursachten Rückwirkungen auf die Ausdrehkraft des Drehgestelles die aus der Führung des Gelenkes (6) verursachten Rückwirkungen auf die Ausdrehkraft kompensieren.