EP1339594B1 - Radsatzlenker - Google Patents

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EP1339594B1
EP1339594B1 EP01999503A EP01999503A EP1339594B1 EP 1339594 B1 EP1339594 B1 EP 1339594B1 EP 01999503 A EP01999503 A EP 01999503A EP 01999503 A EP01999503 A EP 01999503A EP 1339594 B1 EP1339594 B1 EP 1339594B1
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EP
European Patent Office
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guide
section
longitudinal axis
fibres
guide according
Prior art date
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EP01999503A
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English (en)
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EP1339594A1 (de
Inventor
Erich Blohberger
Oliver Franke
Helmut Schürmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transportation Germany GmbH
Original Assignee
Bombardier Transportation GmbH
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Publication date
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Classifications

    • 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
    • B61F5/26—Mounting or securing axle-boxes in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/30—Axle-boxes mounted for movement under spring control in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/32—Guides, e.g. plates, for axle-boxes
    • B61F5/325—The guiding device including swinging arms or the like to ensure the parallelism of the axles

Definitions

  • the invention relates to a handlebar made of fiber-plastic composite for guidance a wheelset in a chassis of a rail vehicle according to the preamble of Claim 1.
  • High-speed rail transport places particularly high demands on the Undercarriages provided by rail vehicles.
  • the components of the wheelset guide from High-speed trains are subject to high loads. You have to do that every day guarantee and should ensure safe travel of the rail vehicle over several years work with little wear and low maintenance.
  • Crucial for driving safety and Comfort is the articulation of the wheelsets on the chassis frame. Wheelset in Rail vehicle undercarriages serve to set the wheel sets both in the direction of travel as well articulated across the chassis frame.
  • the dynamics of the train require especially tightly tolerated handlebar stiffness.
  • the vertical stiffness of a handlebar should be very small in order to have as little influence as possible on the primary suspension. she must therefore be coordinated with regard to their spring rate.
  • the requirement is exact, permanent compliance with the required, defined Transverse rigidity so that the desired dynamic properties of the train in tight Limits are preserved.
  • the longitudinal rigidity must be for high driving speeds be as high as possible.
  • For a low-wear ride, there is still a certain one Resilience in the longitudinal direction is desirable so that the wheel sets in cornering can better adapt to the different radii of the two track arcs, which the Abrasion of the wheels reduced.
  • the handlebar made of an electrically non-conductive material exist or that they are not stored conductive on the wheelset. Out For reasons of comfort, they should also have a high level of attenuation to ensure that they are forwarded from structure-borne noise from the wheelset into the chassis and thus into the car body as far prevent as possible.
  • EP 0 363 573 A2 describes a wheel set control arm with a fiber composite component for the Bogie of a rail vehicle known to guide the axles is formed like a leaf spring.
  • the handlebar is on to transmit transverse moments End sections on the one hand on the wheelset bearing housing and on the other hand on Bogie frame attached positively and non-positively. Which extends along a horizontal Component longitudinal axis extending middle section of the fiber composite component has a constant, vertically flat cross-section in the manner of a leaf spring on.
  • the fiber composite component of the handlebar is so vertically flexible, but high transverse and longitudinal stiffness.
  • This known wheelset link does not have a rotary one Degree of freedom between the handlebar and the bearing housing, which means that the wheel bearing housing with undesirable bending loads, particularly in high-speed rail vehicles assume great values, is applied.
  • the invention is therefore based on the object of a handlebar of the type mentioned to create a degree of freedom of rotation between the handlebar and the housing of the wheel bearing having.
  • a handlebar according to the preamble of Claim 1 in which the handlebar, preferably in the middle section, at least one has an integrated flexible joint with a vertical flexible axis.
  • the handlebar according to the invention only has a single one such a flexible joint. This creates a rotational degree of freedom between the handlebars and wheel bearing housing realized without an additional joint in a differential design to have to attach.
  • the flexible joint can - according to requirements - on the longitudinal extension of the handlebar be attached to any position.
  • the handlebar can be designed so that it is for the duration of the Operating time of the rail vehicle can be considered operational and in contrast to Handlebars whose rotational degree of freedom is realized by a rubber bushing, wear-free and does not have to be maintained continuously or even regularly Intervals are changed.
  • fiberglass-plastic composite is automatically the desirable electrical insulation to avoid Current damage to the roller bearings of the wheel sets reached.
  • Fiber-plastic composite features compared to steel by a much higher material damping, which the Handlebar invention a forwarding of structure-borne noise from the wheelset in the Chassis and thus largely prevented in the car body and thus the Driving comfort increased.
  • the middle section has in particular of the handlebar at least a portion with tapering toward the flexure Cross section on. This creates the effect of softness in the vertical direction strengthened.
  • the taper of the cross section can be along the longitudinal axis of the handlebar according to the bending moment curve due to increasing narrowing of the horizontal width. Additionally or alternatively, the vertical thickness of the Cross section in the direction of the bending joint are increasingly reduced.
  • the flexible joint is between two Sections arranged with cross sections tapering in opposite directions.
  • the handlebar is deformed symmetrically in an advantageous manner both with vertical load transfer in S-shape and with horizontal shear load in V-shape.
  • the flexure is horizontal Constriction formed in the cross section of the handlebar.
  • the cross section of the Handlebar in the area of the flexible joint at least partially in the horizontal transverse direction trained flat.
  • the horizontally constricted cross section of the Bending joint additional cross-sectional area expanded in the vertical direction again added to the risk of kinking in the area of the joint when transferring Reduce longitudinal forces.
  • Glass fiber-plastic composite is preferably used as the material for the handlebar predominantly unidirectional fibers running in the direction of the longitudinal axis of the handlebars intended.
  • This material for example with E-glass fibers, is particularly suitable because it offers very high fatigue strength with low rigidity.
  • About the Alignment of the fiber course will meet the different requirements for rigidity taken into account in the different spatial directions.
  • the central section of the handlebars shear-absorbing layers with themselves in a horizontal plane at an angle of Fibers crossing ⁇ 5 ° to ⁇ 60 ° to the longitudinal axis.
  • the end sections of the Handlebars predominantly unidirectional fibers and the middle section predominantly lies in a vertical plane at an angle of ⁇ Fibers crossing 5 ° to ⁇ 60 ° to the longitudinal axis. This measure will also the middle section of the handlebar is reinforced so that it has increased vertical bending stiffness having.
  • the vertical bending stiffness of the handlebar is advantageously in the range of Flexible joints larger than in other handlebar areas. This allows the flexible joint to be used designed accordingly smaller cross-section, so for example in a horizontal Transverse direction are more constricted.
  • the core of the Handlebar at least one closed in the direction of the longitudinal axis Torsion tube made of fiber layers with itself at an angle of ⁇ 5 ° to ⁇ 60 ° Fibers arranged along the longitudinal axis; in addition, the handlebars outside the Core mainly fibers running in the direction of the longitudinal axis.
  • the core of the Handlebar continuously from one end section to the other high-strength R-glass fibers or S-glass fibers or high-strength or highly rigid carbon fibers. Otherwise This measure of preferably used E-glass fibers Handlebar cross-section by replacing the glass fibers with high-strength or highly rigid, Fibers especially reinforced against longitudinal tensile or compressive forces.
  • the undercarriage or bogie of a rail vehicle has according to FIG. 1 for guidance a wheel set on both sides of the chassis two parallel one above the other Handlebar 1 on the one hand on the frame 2 of the chassis and on the other hand on the housing 3rd of the wheel bearing are connected.
  • the wheel bearings designed as roller bearings are the Axles of the wheels 4 of the wheelset mounted.
  • the frame 2 is based on a Coil spring trained primary spring 5 on the wheelset. Parallel to the primary spring 5 a vibration damper 6 is arranged, which together the vertical spring movement characterize the frame 2 relative to the wheelset of the rail vehicle.
  • the Parallel arrangement of the handlebar 1 has the advantage that an additional bending load on the Primary suspension 5 is prevented.
  • the handlebars 1 are torque-proof at the ends clamped.
  • the clamping forces are via clamping rings 7 made of fiber composite material applied, which act on the ends of the two links 1 arranged one above the other.
  • the Handlebars 1 are placed on steel blocks 8 arranged centrally between them Screws 9 on the one hand on the housing 3 of the wheel bearing and on the other hand via a Console 10 clamped to the frame 2 of the chassis. With parallel lowering one of the two handlebar clamps results in an S-shaped deformation of the entire handlebar 1.
  • the longitudinal axis of the handlebar 1 is approximately in the direction of travel X aligned. Except for the middle section, the cross section is in the vertical direction Z formed flat, as possible the handlebar 1 in the direction of the vehicle deflection should be flexible.
  • the handlebar 1 has two end regions 11 and 11 'for connection to the wheel set and frame 2 of the undercarriage and a middle section 12 arranged between them on.
  • a flexible joint 14 with a vertical B axis 15 extending in the Z direction.
  • the flexure 14 is horizontal Constriction 16 is formed with a cross section flattened in the horizontal transverse direction Y. This results in the area around the bending joint 14, which is required around the bending axis 15 Flexibility and at the same time an extending in the X-Z plane for a high Longitudinal rigidity of the link 1 sufficiently large cross section.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Steering Devices For Bicycles And Motorcycles (AREA)
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  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Vending Machines For Individual Products (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lenker aus Faser-Kunststoff-Verbund zur Führung eines Radsatzes in einem Fahrwerk eines Schienenfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Hochgeschwindigkeits-Schienenverkehr werden besonders hohe Anforderungen an die Fahrwerke von Schienenfahrzeugen gestellt. Die Bauteile der Radsatzführung von Hochgeschwindigkeitszügen unterliegen hohen Belastungen. Sie müssen täglich die sichere Fahrt des Schienenfahrzeugs über mehrere Jahre hinweg gewährleisten und sollen dabei verschleiß- und wartungsarm funktionieren. Entscheidend für Fahrsicherheit und Komfort ist dabei die Anlenkung der Radsätze an die Fahrwerksrahmen. Radsatzlenker in Schienenfahrzeug-Fahrwerken dienen dazu, die Radsätze sowohl in Fahrtrichtung als auch quer dazu am Fahrwerkrahmen anzulenken. Die Dynamik des Zuges erfordert dabei insbesondere eng tolerierte Lenkersteifigkeiten. Die Vertikalsteifigkeit eines Lenkers sollte sehr gering sein, um einen möglichst geringen Einfluß auf die Primärfederung zu haben. Sie ist also dementsprechend bezüglich ihrer Federrate abzustimmen. Eine vorrangige Anforderung ist die genaue, dauerhafte Einhaltung der erforderlichen, definierten Quersteifigkeit, damit die gewünschten dynamischen Eigenschaften des Zuges in engen Grenzen erhalten bleiben. Die Längssteifigkeit muß für hohe Fahrgeschwindigkeiten möglichst hoch sein. Für eine verschleißarme Fahrt ist dennoch eine gewisse Nachgiebigkeit in Längsrichtung wünschenswert, damit sich die Radsätze in Kurvenfahrt den unterschiedlichen Radien der beiden Gleisbögen besser anpassen können, was den Abrieb der Räder verringert. Zur Vermeidung von Stromschäden an den Radsatzwälzlagern ist es wünschenswert, daß die Lenker aus einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff bestehen oder aber daß sie nicht leitend am Radsatz gelagert werden. Aus Komfortgründen sollten sie zudem eine hohe Dämpfung aufweisen, um die Weiterleitung von Körperschall aus dem Radsatz in das Fahrwerk und damit in den Wagenkasten soweit wie möglich zu unterbinden.
Aus der EP 0 363 573 A2 ist ein Radsatzlenker mit einem Faserverbundbauteil für das Drehgestell eines Schienenfahrzeuges bekannt, der zur Führung der Radsatzachsen blattfederartig ausgebildet ist. Zur Übertragung von Quermomenten ist der Lenker an Endabschnitten einerseits am Radsatzlagergehäuse und andererseits am Drehgestellrahmen form- und kraftschlüssig befestigt. Der sich entlang einer horizontalen Bauteil-Längsachse erstreckende Mittelabschnitt des Faserverbundbauteils weist einen konstanten, in Vertikalrichtung flach ausgebildeten Querschnitt nach Art einer Blattfeder auf. Das Faserverbundbauteil des Lenkers ist so vertikal biegeelastisch, jedoch hochgradig quer- und längssteif. Dieser bekannte Radsatzlenker weist keinen rotatorischen Freiheitsgrad zwischen Lenker und Lagergehäuse auf, wodurch das Radlagergehäuse mit unerwünschten Biegebelastungen, die insbesondere bei Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeugen große Werte annehmen, beaufschlagt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lenker der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen Drehfreiheitsgrad zwischen Lenker und Gehäuse des Radlagers aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Lenker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, bei dem der Lenker, vorzugsweise im Mittelabschnitt, mindestens ein integriertes Biegegelenk mit vertikaler Biegeachse aufweist. Je nach Anforderung können zwei oder mehrere voneinander beabstandete Biegegelenke mit vertikalen Biegeachsen vorgesehen sein, vorzugsweise weist.der erfindungsgemäße Lenker nur ein einziges solches Biegegelenk auf. Dadurch wird ein rotatorischer Freiheitsgrad zwischen Lenker und Radlagergehäuse realisiert, ohne ein zusätzliches Gelenk in differenzieller Bauweise anbringen zu müssen. Das Biegegelenk kann - den Erfordernissen entsprechend - an über der Längserstreckung des Lenkers beliebiger Position angebracht sein. Durch die als einstückiges Faser-Kunststoff-Verbundteil vorgesehene Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lenkers ist die Möglichkeit gegeben, über die Geometrie die Steifigkeiten des Radsatzlenkers gezielt einzustellen. Dadurch kann die Anbindung der Radsätze an den Fahrgestellrahmen mit definierter, in engen Toleranzen reproduzierbarer und nahezu temperaturunabhängiger Steifigkeit erfolgen. Dies wiederum erlaubt die Steigerung der Reisegeschwindigkeit bei hohem Sicherheitsstandard und geringem Radverschleiß. Der Lenker kann so ausgeführt werden, daß er für die Dauer der Betriebszeit des Schienenfahrzeugs als betriebsfest gelten kann und im Gegensatz zu Lenkern, deren rotatorischer Freiheitsgrad durch eine Gummibuchse realisiert ist, verschleißfrei und muß nicht kontinuierlich gewartet oder sogar in regelmäßigen Zeitabständen gewechselt werden. Durch die Verwendung von Glasfaser-Kunststoff-Verbund wird automatisch die wünschenswerte elektrische Isolation zur Vermeidung von Stromschäden an den Wälzlagern der Radsätze erreicht. Faser-Kunststoff-Verbund verfügt im Vergleich zu Stahl über eine wesentlich höhere Werkstoffdämpfung, wodurch der erfindungsgemäße Lenker eine Weiterleitung von Körperschall aus dem Radsatz in das Fahrwerk und damit in den Wagenkasten weitestgehend unterbindet und damit den Fahrkomfort erhöht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist insbesondere der Mittelabschnitt des Lenkers wenigstens einen Teilabschnitt mit sich zum Biegegelenk hin verjüngendem Querschnitt auf. Dadurch wird der Effekt der Biegeweichheit in vertikaler Richtung verstärkt. Die Verjüngung des Querschnitts kann entlang der Längsachse des Lenkers entsprechend dem Biegemomentenverlauf durch zunehmende Verschmalerung der horizontalen Breite erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann auch die vertikale Dicke des Querschnitts in Richtung Biegegelenk zunehmend verringert werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Biegegelenk zwischen zwei Teilabschnitten mit gegenläufig sich verjüngenden Querschnitten angeordnet. Bevorzugt ist in dieser Ausführungsform das Biegegelenk in der Mitte des Lenkers plaziert. In dieser Konfiguration wird der Lenker in vorteilhafter Weise symmetrisch verformt und zwar sowohl bei vertikaler Lastübertragung in S-Form als auch bei horizontaler Querlast in V-Form.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Biegegelenk als horizontale Einschnürung im Querschnitt des Lenkers ausgebildet. Durch die Einschnürung des Lenkerquerschnitts wird auf besonders einfache Weise ein Bereich größerer Biegeweichheit um eine vertikale Biegeachse und damit ein Biegegelenk mit vertikaler Biegeachse in den Lenker integriert.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Querschnitt des Lenkers im Bereich des Biegegelenkes wenigstens teilweise in horizontaler Querrichtung flach ausgebildet. Hierdurch kann dem horizontal eingeschnürten Querschnitt des Biegegelenks zusätzliche in vertikale Richtung ausgedehnte Querschnittsfläche wieder hinzugefügt werden, um die Knickgefahr im Bereich des Gelenks beim Übertragen von Längskräften zu vermindern.
Vorzugsweise ist als Werkstoff für den Lenker Glasfaser-Kunststoff-Verbund mit überwiegend unidirektional in Richtung der Lenker-Längsachse verlaufenden Fasern vorgesehen. Dieser Werkstoff, beispielsweise mit E-Glasfasern, eignet sich besonders gut, da er bei niedriger Steifigkeit eine sehr hohe Ermüdungsfestigkeit bietet. Über die Ausrichtung des Faserverlaufs wird den unterschiedlichen Anforderungen an die Steifigkeit in die verschiedenen Raumrichtungen Rechnung getragen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Mittelabschnitt des Lenkers schubaufnehmende Schichten mit sich in einer horizontalen Ebene unter einem Winkel von ± 5° bis ± 60° zur Längsachse kreuzenden Fasern auf. In einem solchen Fall ist es günstig, das Biegegelenk in der Lenkermitte zu platzieren und mit soviel Querschnitt auszustatten, daß Stabilitätsversagen durch Knicken ausgeschlossen ist. Hierdurch kann der Lenker auch hohe, in Längsrichtung wirkende Druckkräfte aufnehmen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Endabschnitte des Lenkers überwiegend unidirektional in Richtung der Längsachse verlaufende Fasern und der Mittelabschnitt überwiegend sich in einer vertikalen Ebene unter einem Winkel von ± 5° bis ± 60° zur Längsachse kreuzende Fasern auf. Durch diese Maßnahme wird ebenfalls der Mittelabschnitt des Lenkers verstärkt, so daß er eine erhöhte vertikale Biegesteifigkeit aufweist.
Vorteilhafterweise ist die vertikale Biegesteifigkeit des Lenkers im Bereich des Biegegelenks größer als in anderen Lenkerbereichen. Dadurch kann das Biegegelenk mit entsprechend geringerem Querschnitt ausgeführt, also beispielsweise in horizontaler Querrichtung stärker eingeschnürt, werden.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Kern des Lenkers mindestens eine in Richtung der Längsachse verlaufende, geschlossene Torsionsröhre aus Faserschichten mit sich unter einem Winkel von ± 5° bis ± 60° zur Längsachse kreuzenden Fasern angeordnet; außerdem weist der Lenker außerhalb des Kerns überwiegend in Richtung der Längsachse verlaufende Fasern auf. Durch den Einschluß einer Röhre in den Lenkerquerschnitt werden außer den Quer- und Längssteifigkeiten die Verdrehsteifigkeit um die Längsachse des Lenkers erhöht und damit die Belastbarkeit und Integrität des Radsatzlenkers insgesamt verbessert.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Kern des Lenkers durchgehend vom einen Endabschnitt zum anderen hochfeste R-Glasfasern oder S-Glasfasern oder hochfeste oder hochsteife Kohlenstoff-Fasern auf. Bei ansonsten vorzugsweise verwendeten E-Glasfasern wird durch diese Maßnahme der Lenkerquerschnitt durch den Ersatz der Glasfasern durch hochfeste oder hochsteife, Fasern besonders gegen Längszug- oder -druckkräfte verstärkt.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind an den Endabschnitten keilförmige Aufdickungen angeformt. Hierdurch wird die Krafteinleitung gegen Herausziehen des Lenkers aus der rahmen- oder lagerseitigen Einspannung zusätzlich durch einen Formschluß gesichert. Nach eine alternativen Ausführungsform der Erfindung sind an den Endabschnitten Befestigungsschlaufen angeformt. Ein Doppelschlaufenanschluß eignet sich beispielsweise hervorragend zur Aufnahme von Seitenkräften für eine momentenfeste Anbindung des Lenkers an Radsatz und Fahrwerksrahmen.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden im folgenden anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lenkers beschrieben, in deren
FIG.
1 einen erfindungsgemäßen Lenker in seiner Einbauumgebung,
FIG. 2
eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lenkers in perspektivischer Ansicht und
FIG. 3
einen Endabschnitt eines erfindungsgemäßen Lenkers in einer anderen Ausführungsform als in FIG. 2
dargestellt ist.
Das Fahrwerk oder Drehgestell eines Schienenfahrzeugs weist gemäß FIG. 1 zur Führung eines Radsatzes auf beiden Seiten des Fahrwerks zwei parallel übereinander angeordnete Lenker 1 auf, die einerseits am Rahmen 2 des Fahrwerks und andererseits am Gehäuse 3 des Radlagers angebunden sind. In den als Wälzlager ausgebildeten Radlagern sind die Achsen der Räder 4 des Radsatzes gelagert. Der Rahmen 2 stützt sich über eine als Schraubenfeder ausgebildete Primärfeder 5 auf dem Radsatz ab. Parallel zur Primärfeder 5 ist ein Schwingungsdämpfer 6 angeordnet, die zusammen die vertikale Federbewegung des Rahmens 2 relativ zum Radsatz des Schienenfahrzeugs charakterisieren. Die Parallelanordnung der Lenker 1 hat den Vorteil, daß eine zusätzliche Biegebelastung der Primärfederung 5 verhindert wird. Die Lenker 1 sind an den Enden momentenfest eingespannt. Die Spannkräfte werden über Spannringe 7 aus Faser-Verbund-Werkstoff aufgebracht, die auf die Enden der zwei übereinander angeordneten Lenker 1 wirken. Die Lenker 1 werden auf zwischen diese mittig angeordnete Stahlklötze 8 über Verschraubungen 9 einerseits am Gehäuse 3 des Radlagers und andererseits über eine Konsole 10 am Rahmen 2 des Fahrwerks festgeklemmt. Bei parallel geführter Absenkung einer der beiden Lenkereinspannungen ergibt sich eine S-förmige Verformung des gesamten Lenkers 1. Die Längsachse der Lenker 1 ist etwa in Fahrtrichtung X ausgerichtet. Bis auf den mittlersten Abschnitt ist der Querschnitt in vertikale Richtung Z flach ausgebildet, da der Lenker 1 in Richtung der Wageneinfederung möglichst biegeweich sein soll.
Gemäß FIG. 2 weist der Lenker 1 zwei Endbereiche 11 und 11' zur Anbindung an Radsatz und Rahmen 2 des Fahrwerks sowie einen dazwischen angeordneten Mittelabschnitt 12 auf. Entlang der Längsachse 13 des Lenkers 1, die parallel zur Fahrtrichtung X ausgerichtet ist, ist im Mittelabschnitt 12 ein Biegegelenk 14 mit einer in vertikale Richtung Z verlaufenden Biegeachse 15 angeordnet. Das Biegegelenk 14 ist als horizontale Einschnürung 16 mit in horizontaler Querrichtung Y abgeflachtem Querschnitt ausgebildet. Dadurch entsteht im Bereich des Biegegelenks 14 die um die Biegeachse 15 erforderliche Biegeweichheit und gleichzeitig ein sich in der X-Z-Ebene erstreckender, für eine hohe Längssteifigkeit des Lenkers 1 ausreichend großer Querschnitt. Auf beiden Seiten des Biegegelenks 14 schließen sich in Längsrichtung 13 Teilabschnitte 17 und 17' an, in welchen der Lenker 1 einen sich in Richtung des Biegegelenks 14 hin verjüngenden Querschnitt aufweist. Die Querschnittsverjüngung ist dabei durch eine sowohl in Z-Richtung als auch in Y-Richtung abnehmende Bauteilstärke entsprechend dem im Betrieb auftretenden Biegemomentenverlauf erreicht. An den Endabschnitten 11 und 11' sind keilförmige Aufdickungen 18 und 18' angeformt, so daß die momentenfeste Einspannung des Lenkers 1 nicht nur durch einen Spannring-bedingten Kraftschluß, sondern zusätzlich durch einen Formschluß erzielt wird.
Alternativ können nach FIG. 3 am Endbereich 11 des Lenkers 1 zwei Befestigungsschlaufen 19 angeformt werden. Dieser Doppelschlaufenanschluß eignet sich besonders zur Aufnahme von Quer- oder Seitenkräften und den daraus resultierenden Biegemomenten.

Claims (13)

  1. Lenker aus Faser-Kunststoff-Verbund zur Führung eines Radsatzes in einem Fahrwerk eines Schienenfahrzeuges, insbesondere Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeuges, der zwei Endabschnitte (11, 11') zur momentenfesten Anbindung des Lenkers (1) einerseits am Radsatzlager und andererseits am Rahmen (2) des Fahrwerks und einen dazwischen angeordneten Mittelabschnitt (12) mit einer etwa in Fahrtrichtung (X) ausgerichteten Längsachse (13) und mit wenigstens teilweise in vertikaler Richtung (Z) flach ausgebildeten Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (1) mindestens ein integriertes Biegegelenk (14) mit vertikaler Biegeachse (15) aufweist.
  2. Lenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt (12) wenigstens einen Teilabschnitt (17, 17') mit sich zum Biegegelenk (14) hin verjüngendem Querschnitt aufweist.
  3. Lenker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegegelenk (14) zwischen zwei Teilabschnitten (17, 17') mit gegenläufig sich verjüngenden Querschnitten angeordnet ist.
  4. Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegegelenk (14) als horizontale Einschnürung (16) im Querschnitt des Lenkers ausgebildet ist.
  5. Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Lenkers (1) im Bereich des Biegegelenks (14) wenigstens teilweise in horizontaler Querrichtung (Y) flach ausgebildet ist.
  6. Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für den Lenker (1) Glasfaser-Kunststoff-Verbund mit überwiegend unidirektional in Richtung der Längsachse (13) verlaufenden Fasern vorgesehen ist.
  7. Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt (12) des Lenkers (1 ) schubaufnehmende Schichten mit sich unter einem Winkel von ± 5° bis ± 60° zur Längsachse (13) kreuzenden Fasern aufweist.
  8. Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (11, 11') des Lenkers (1) überwiegend unidirektional in Richtung der Längsachse (13) verlaufende Fasern und der Mittelabschnitt (12) überwiegend sich unter einem Winkel von ± 5° bis ± 60° zur Längsachse (13) kreuzende Fasern aufweisen.
  9. Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Biegesteifigkeit des Lenkers (1) im Bereich des Biegegelenks (14) größer als in anderen Lenkerbereichen ist.
  10. Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Kern des Lenkers (1) mindestens eine in Richtung der Längsachse (13) verlaufende, geschlossene Torsionsröhre aus Faserschichten mit sich unter einem Winkel von ± 5° bis ± 60° zur Längsachse (13) kreuzenden Fasern angeordnet ist und der Lenker (1) außerhalb des Kerns überwiegend in Richtung der Längsachse (13) verlaufende Fasern aufweist.
  11. Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Lenkers (1 ) durchgehend vom einen Endabschnitt (11) zum anderen Endabschnitt (11') hochfeste R-Glasfasern oder S-Glasfasern oder hochfeste oder hochsteife Kohlenstoff-Fasern aufweist.
  12. Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Endabschnitten (11, 11') keilförmige Aufdickungen (18, 18') angeformt sind.
  13. Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den Endabschnitten (11) Befestigungsschlaufen (19) angeformt sind.
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