EP1237773B1 - Vorrichtung zur radialsteuerung eines schienenfahrzeuges - Google Patents

Vorrichtung zur radialsteuerung eines schienenfahrzeuges Download PDF

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EP1237773B1
EP1237773B1 EP00993173A EP00993173A EP1237773B1 EP 1237773 B1 EP1237773 B1 EP 1237773B1 EP 00993173 A EP00993173 A EP 00993173A EP 00993173 A EP00993173 A EP 00993173A EP 1237773 B1 EP1237773 B1 EP 1237773B1
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wheel set
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wheelset
set guide
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Lutz Schwendt
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DaimlerChrysler AG
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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
    • B61F5/386—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles fluid actuated

Definitions

  • the invention relates to a device for radial control of a Rail vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the Radsatzenden or wheelset a in the bogie frame or vehicle body mounted wheelset in the longitudinal direction be adjusted. This adjustment can passively over occurring in arcs longitudinal forces or active via control elements by means of external energy or by mechanical Transmission of geometric movements occurring in arches in the vehicle respectively.
  • a bogie for a rail vehicle is known.
  • the Bogie has two sets of wheels, the wheelset bearings each have a separate handlebar is assigned, which are connected via a lying in the bogie center linkage.
  • the Wheels are freely movable in the vehicle longitudinal direction to automatically turn when cornering adjust.
  • a locking mechanism is provided to brake when in a curve To block the handlebar, whereby unwanted reset of the wheelsets is avoided.
  • the invention has for its object to provide a cost-effective device for Specify radial control of a rail vehicle.
  • the existing in conventional bogies without radial control wheel set is Accordingly, according to the invention designed such that it by means of an approximately in the Center located joint is bendable. Due to this buckling, the effective Length of the wheel set to the required extent changed (shortened), so that the position of the wheelset changed as desired and the wheelset the required radial position occupies.
  • the buckling can be over electrical, pneumatic, hydraulic or mechanical actuation are initiated Return to the extended normal position takes place with electric, pneumatic or hydraulic actuation safe via spring force, with mechanical actuation optionally via a positive guide through the linkage.
  • Fig. 1 is a view of the device according to the invention according to a first Variant shown. It is a wheelset 1 of a bogie with axle 2 and Wheels 3, 4 shown.
  • the wheelset 1 is mounted in Radsatzlagergephaseusen 5, 6 and guided. Radsatzscher lead the wheelset bearing housing and thus the wheelset in Vehicle longitudinal direction.
  • the wheelset are each in two handlebar sections 8, 9th or 15, 16 divided, the wheelset 8/9 or 15/16 respectively via a Joint 11 and 18 are connected to each other bendable.
  • the first one Handlebar sections 8 and 16 are via articulation points 10 and 17 on Bogie frame or vehicle box attached.
  • the second each Handlebar sections 9 and 15 are via articulation points 7 and 14 on Wheelset bearing housing 5 and 6 attached.
  • an actuator 12th or 19 which on the other hand via a pivot point 13 and 20 am Bogie frame or vehicle body is attached.
  • Actuator 12 of the Radsatztenker 8/9 Upon actuation of the Actuator 12 of the Radsatztenker 8/9 is buckled, causing the distance between the articulation points 7 and 10 is shortened and the relative position of the Radsatzlagers 5 to the bogie frame or vehicle body changed.
  • Actuation of the actuator 19 the other Radsatzlenker 15/16 is buckled, whereby the distance between the articulation points 14 and 17 is shortened and the relative position of the wheelset bearing 6 to the bogie frame or to Vehicle box changed.
  • the actuators 12, 19 may be electrical, hydraulic or pneumatic be formed actuated components.
  • the control pulse for an actuation an actuator 12, 19 is generated by the vehicle controller when for example by centrifugal force or by an external control device a Archery is detected. It can by a correspondingly controlled and controlled actuator 12, 19 a radius of curvature adapted to the radius of curvature be achieved precisely.
  • Fig. 2 the device according to the first variant is shown at Bogenfahrt. Actuator 12 is not activated, d. H. the wheelset 8/9 is in stretched Normal position. By actuation of the actuator 19 of the Radsatzscher 15/16 kinked, causing the desired inclination of the wheelset 1 for Archery is set.
  • Fig. 3 is a view of the device according to the invention according to a second Variant shown.
  • the arrangement with wheelset 1, wheelset bearing housings 5, 6, Radsatzschern 8/9 or 15/16 with joints 11 and 18 and articulation points 7, 10, 14, 17 is as described under Fig. 1.
  • the buckling of the wheelset 8/9 or However, 15/16 is not done by actuators 12 and 19, but by means of a mechanical linkage.
  • a lever attached to a pivot point 22 engages 21 via a joint 23 and a rod 24 on the hinge 11 at.
  • a hinge 25 which via a (not shown) rod for example, by transverse displacement of a Mittelradsatzes three-axis Bogies (or generally a three-axle configuration) or by the Turning angle of the bogie relative to the vehicle body is actuated.
  • a pivot 27 lever 26 engages attached to a pivot 27 lever 26 via a Joint 28 and a rod 29 at the joint 18 at.
  • a hinge 30 which is about a (not shown) rod, for example by transverse displacement of a Mittelradsatzes three-axle bogies or through the Ausfwinkel the bogie is pressed against the vehicle body.
  • Fig. 4 the device according to the second variant is shown at Bogenfahrt.
  • lever 26 is not activated, d. H. the Radsatzscher 15/16 is in a stretched Normal position.
  • actuation of the lever 21 of the Radsatzscher 8/9 is buckled, whereby the desired inclination of the wheel set 1 set for arch ride is.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Radialsteuerung eines Schienenfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Drehgestellen mit Radialsteuerung müssen die Radsatzenden bzw. Radsatzlager eines im Drehgestellrahmen oder Fahrzeugkasten gelagerten Radsatzes in Längsrichtung verstellt werden. Diese Verstellung kann passiv über in Bögen auftretende Längskräfte bzw. aktiv über Stellelemente mittels Fremdenergie oder durch mechanische Übertragung von in Bögen auftretenden geometrischen Bewegungen im Fahrzeug erfolgen.
Zur Verstellung der Radsatzlager werden bei Systemen mit aktiver Steuerung Stellelemente mit hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Stellenergie verwendet, die anstelle der Radsatzlenker eingebaut werden. Dies hat den Nachteil, daß die gesamte Zug- und Bremskraft über diese Stellelemente geleitet wird, wozu diese entsprechend stark auszulegen sind, was kostenaufwendig ist. Außerdem ist es aus Sicherheitsgründen zwingend erforderlich, daß bei Ausfall der Stellelemente, der Stellelemente-Steuerung oder der Stellelemente-Energiezufuhr automatisch eine definierte Position sicher eingenommen wird. Bei mechanischer aktiver oder passiver Ansteuerung über Gestänge müssen ebenfalls die vollen Zug- und Bremskräfte über das Gestänge geführt werden, was eine entsprechend starke Auslegung erfordert und ebenfalls kostenaufwendig ist.
Aus der US-A-3,862,606 (D1) ist ein Drehgestell für ein Schienenfahrzeug bekannt. Das Drehgestell weist zwei Radsätze auf, wobei den Radsatzlagern jeweils ein getrennter Lenker zugeordnet ist, die über ein in der Drehgestellinitte liegendes Gestänge verbunden sind. Die Radsätze sind in Fahrzeuglängsrichtung frei beweglich, um sich bei Kurvenfahrt automatisch einzustellen. Ein Sperrmechanismus ist vorgesehen, um beim Bremsen in einer Kurve die Lenker zu blockieren, wobei unerwünschte Zurückstellung der Radsätze vermieden wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Vorrichtung zur Radialsteuerung eines Schienenfahrzeugs anzugeben.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Der bei üblichen Drehgestellen ohne Radialsteuerung vorhandene Radsatzlenker ist demnach erfindungsgemäß derart ausgeführt, daß er mittels eines sich etwa in der Mitte befindlichen Gelenks knickbar ist. Durch diese Knickung kann die wirksame Länge des Radsatzlenkers um das erforderliche Maß verändert (verkürzt) werden, so daß sich die Lage des Radsatzlagers wie gewünscht verändert und der Radsatz die erforderliche radiale Stellung einnimmt. Die Knickung kann über elektrische, pneumatische, hydraulische oder mechanische Betätigung eingeleitet werden, die Rückstellung in die gestreckte Normallage erfolgt bei elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Betätigung sicher über Federkraft, bei mechanischer Betätigung wahlweise über eine Zwangsführung durch das Gestänge.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die zur Radialsteuerung erforderlichen Verstellkräfte und die Einwirkung der Zug- bzw. Bremskraft wesentlich geringer sind als bei direkter Führung, da nur die im geknickten Lenker über die allgemein bekannte Kniehebelwirkung wirkenden Querkräfte für den Verstellmechanismus wirksam sind. Bei Rückstellung durch Federkraft wird die ursprüngliche Stellung (gestreckte Normallage) stabil eingenommen, da die dann wirkenden Querkräfte im Radsatzlenker sehr gering bzw. Null sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Weitere Vorteile der vorgeschlagenen Vorrichtung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine Sicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer ersten Variante,
Fig. 2
die Vorrichtung gemäß erster Variante bei Bogenfahrt,
Fig. 3
eine Sicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer zweiten Variante,
Fig. 4
die Vorrichtung gemäß zweiter Variante bei Bogenfahrt.
In Fig. 1 ist eine Sicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer ersten Variante dargestellt. Es ist ein Radsatz 1 eines Drehgestelles mit Achse 2 und Rädern 3, 4 gezeigt. Der Radsatz 1 ist in Radsatzlagergehäusen 5, 6 gelagert und geführt. Radsatzlenker führen die Radsatzlagergehäuse und damit den Radsatz in Fahrzeuglängsrichtung. Die Radsatzlenker sind jeweils in zwei Lenkerabschnitte 8, 9 bzw. 15, 16 unterteilt, wobei die Radsatzlenker 8/9 bzw. 15/16 jeweils über ein Gelenk 11 bzw. 18 knickbar miteinander verbunden sind. Die jeweils ersten Lenkerabschnitte 8 bzw. 16 sind über Anlenkpunkte 10 bzw. 17 am Drehgestellrahmen oder Fahrzeugkasten befestigt. Die jeweils zweiten Lenkerabschnitte 9 bzw. 15 sind über Anlenkpunkte 7 bzw. 14 am Radsatzlagergehäuse 5 bzw. 6 befestigt.
An den Gelenken 11 bzw. 18 greift jeweils ein Stellglied (Betätigungseinrichtung) 12 bzw. 19 an, welches andererseits über einen Anlenkpunkt 13 bzw. 20 am Drehgestellrahmen oder Fahrzeugkasten befestigt ist. Bei Betätigung des Stellgliedes 12 wird der Radsatztenker 8/9 ausgeknickt, wodurch der Abstand zwischen den Anlenkpunkten 7 und 10 verkürzt wird und sich die relative Lage des Radsatzlagers 5 zum Drehgestellrahmen bzw. zum Fahrzeugkasten verändert. Bei Betätigung des Stellgliedes 19 wird der weitere Radsatzlenker 15/16 ausgeknickt, wodurch der Abstand zwischen den Anlenkpunkten 14 und 17 verkürzt wird und sich die relative Lage des Radsatzlagers 6 zum Drehgestellrahmen bzw. zum Fahrzeugkasten verändert.
Erfindungsgemäß wird je nach Bogenfahrt rechts oder links nur einer der Radsatzlenker 8/9 oder 15/16 verkürzt, so daß der Radsatz 1 die gewünschte Schrägstellung in der gewünschten Richtung für Bogenfahrt erhält.
Die Stellglieder 12, 19 können als elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Komponenten ausgebildet sein. Der Steuerimpuls für eine Betätigung eines Stellgliedes 12, 19 wird durch die Fahrzeugsteuerung erzeugt, wenn beispielsweise durch Fliehkraft oder durch eine externe Steuereinrichtung eine Bogenfahrt erkannt wird. Dabei kann durch ein entsprechend gesteuertes und kontrolliertes Stellglied 12, 19 eine dem Bogenradius angepaßte Radialstellung präzise erreicht werden.
Zur Vereinfachung der Steuerung der Stellglieder 12, 19 und zur Vermeidung von Steuerfehlem kann die Verstellbarkeit der Stellglieder 12, 19 auf lediglich zwei Stellungen und zwar auf die Grundstellung (Radsatzlenker gerade) und auf eine geknickte Stellung (für Bogenfahrt rechts oder links) reduziert werden. Damit wird zwar nicht in allen Fällen bzw. nicht für alle Bogenradien die optimale Radialstellung erreicht, jedoch führt dies nicht zu nennenswerten Nachteilen bezüglich des Fahrverhaltens des Fahrzeuges.
In Fig. 2 ist die Vorrichtung gemäß erster Variante bei Bogenfahrt dargestellt. Stellglied 12 ist nicht aktiviert, d. h. der Radsatzlenker 8/9 ist in gestreckter Normallage. Durch Betätigung des Stellgliedes 19 ist der Radsatzlenker 15/16 eingeknickt, wodurch die gewünschte Schrägstellung des Radsatzes 1 für Bogenfahrt eingestellt ist.
In Fig. 3 ist eine Sicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer zweiten Variante dargestellt. Die Anordnung mit Radsatz 1, Radsatzlagergehäusen 5, 6, Radsatzlenkern 8/9 bzw. 15/16 mit Gelenken 11 bzw. 18 sowie Anlenkpunkten 7, 10, 14, 17 ist wie unter Fig. 1 beschrieben. Die Ausknickung der Radsatzlenker 8/9 bzw. 15/16 erfolgt jedoch nicht durch Stellglieder 12 bzw. 19, sondern mittels eines mechanischen Gestänges. Dabei greift ein an einem Drehpunkt 22 befestigter Hebel 21 über ein Gelenk 23 und eine Stange 24 am Gelenk 11 an. Am weiteren Ende des Hebels 21 befindet sich ein Gelenk 25, das über eine (nicht dargestellte) Stange beispielsweise durch Querverschiebung eines Mittelradsatzes dreiachsiger Drehgestelle (oder allgemein einer Dreiachs-Konfiguration) oder durch den Ausdrehwinkel des Drehgestelles gegenüber dem Fahrzeugkasten betätigt wird. In gleicher Weise greift ein an einem Drehpunkt 27 befestigter Hebel 26 über ein Gelenk 28 und eine Stange 29 am Gelenk 18 an. Am weiteren Ende des Hebels 26 befindet sich ein Gelenk 30, das über eine (nicht dargestellte) Stange beispielsweise durch Querverschiebung eines Mittelradsatzes dreiachsiger Drehgestelle oder durch den Ausdrehwinkel des Drehgestelles gegenüber dem Fahrzeugkasten betätigt wird.
In Fig. 4 ist die Vorrichtung gemäß zweiter Variante bei Bogenfahrt dargestellt. Hebel 26 ist nicht aktiviert, d. h. der Radsatzlenker 15/16 befindet sich in gestreckter Normallage. Durch Betätigung des Hebels 21 ist der Radsatzlenker 8/9 eingeknickt, wodurch die gewünschte Schrägstellung des Radsatzes 1 für Bogenfahrt eingestellt ist.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur Radialsteuerung eines Schienenfahrzeugs, wobei mindestens ein Radsatz (1) in einem Drehgestell oder einem Fahrzeugkasten gelagert ist und die Radsatzenden mittels Betätigungseinrichtungen (12, 19, 21, 26) in Fahrzeuglängsrichtung verstellbar sind, wobei die Längsverstellung der Radsatzenden eines Radsatzes (1) mittels knickbarer Radsatzlenker (8/9, 15/16) erfolgt, wobei die Betätigungseinrichtung am jeweiligen knickbaren Radsatzlenker derart angreift, dass sich der Radsatzlenker in der Normallage in einer gestreckten Stellung befindet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung am Gelenk (11, 18) des Radsatzlenkers angreift.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Knickung des Radsatzlenkers (8/9, 15/16) mittels eines elektrischen oder pneumatischen oder hydraulischen Stellgliedes (12, 19) erfolgt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (12, 19) nur zwei Stellungen für gestreckten und geknickten Radsatzlenker bewirkt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Knickung des Radsatzlenkers (8/9, 15/16) mittels eines mechanischen Gestänges mit an einem Drehpunkt (22, 27) befestigtem Hebel (21, 26) erfolgt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Gestänge durch Verschiebung des Mittelradsatzes bei einer Dreiachs-Konfiguration betätigbar ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Gestänge durch die Ausdrehbewegung eines Drehgestells gegenüber dem Fahrzeugkasten betätigbar ist.
EP00993173A 1999-11-25 2000-11-22 Vorrichtung zur radialsteuerung eines schienenfahrzeuges Expired - Lifetime EP1237773B1 (de)

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