EP1340664B1 - Spurwechselfahrwerk für Schienenfahrzeuge (Stichwort: Schwingenführung) - Google Patents

Spurwechselfahrwerk für Schienenfahrzeuge (Stichwort: Schwingenführung) Download PDF

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EP1340664B1
EP1340664B1 EP03001888A EP03001888A EP1340664B1 EP 1340664 B1 EP1340664 B1 EP 1340664B1 EP 03001888 A EP03001888 A EP 03001888A EP 03001888 A EP03001888 A EP 03001888A EP 1340664 B1 EP1340664 B1 EP 1340664B1
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EP
European Patent Office
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gauge
rockers
bogie
wheels
wheel
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EP03001888A
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English (en)
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Artur Böhm
Frank Ebert
Karl-Heinz Elsner
Harald Gau
Norbert Moy
Rolf Prof. Schraut
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens 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
    • B61F5/26—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
    • 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
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/16—Types of bogies with a separate axle for each wheel
    • 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
    • B61F7/00—Rail vehicles equipped for use on tracks of different width

Definitions

  • the invention relates to a powered lane change undercarriage for rail vehicles with four wheels and elements for positioning and locking the track.
  • TALGO In track-adjustable chassis according to the well-known principle TALGO is the conventional wheel, consisting of two wheel discs, which are pressed onto a common shaft, divided into two individual wheels with separate wheel shafts, which are mounted on both sides.
  • the single wheel, the wheel shaft and the two-sided wheel bearings including the bearing housing form a wheel unit.
  • the function of the previous wheel set shaft assumes a frame, the so-called axle bridge, in which the two wheel units are mounted and positioned in the respective track to each other.
  • the axial locking of the wheel units via fastening eyes on the wheel bearing housing and guided in the axle bridge bars that are pulled vertically when Umspuren and share the wheel units for axial displacement.
  • the vehicle weight is supported on skids on the axle bridge on the Umspurstrom, so that the wheel units are relieved and can be moved with little effort.
  • the width of the bolt and the fastening eye determine the displacement and thus the track width change.
  • the distance between the inner wheel bearing and the outer wheel bearing depends on the difference between the gauges that the chassis is to travel on. Larger gauge differences, z. B. from 1000 mm to 1435 mm lead to large bearing distances and correspondingly long wheel shafts. Such long wheel shafts can adversely affect the vehicle boundaries, limit the available space and possibly also cause strength problems.
  • EP-A1-0 648 659 describes a non-driven lane change running gear with wheel swing.
  • the invention has for its object to provide a suitable even for larger differences in track girth, the wheels are driven and guided in a simple manner.
  • this chassis as far as possible proven assemblies - such as chassis frame, primary suspension, secondary suspension and, according to the requirements of the vehicle body, a cradle carrier with rotary joint - be feasible.
  • the H-shaped and assembled, for example, welded box sections frame 7 of the chassis has side members 7.1 and a cross member 7.2.
  • On the cross member 7.2 are horizontal bearing shafts 4 for rockers 3, which are held on the bearing shafts 4 via plain bearings.
  • the rockers 3 each receive a wheel 1 and an associated wheel hub drive 2.
  • Each wheel hub drive 2 consists of a wheel hub motor and an integrated planetary gear.
  • primary springs 9 are arranged, for. B. rubber-metal springs.
  • the indicated in Fig. 1 vehicle box 8 is supported by secondary springs 11 which between the cross member of the 7.2 Chassis frame 7 and a bolster 10 are arranged.
  • secondary springs 11 are particularly hydropneumatic springs; a use of steel springs is also possible.
  • the chassis disc brakes are provided with hydraulic brake caliper unit 6.1.
  • the brake disk 6.2 is flanged directly on the wheel hub drive 2.
  • the brake caliper unit 6.1 is attached to the rocker 3, so that no relative movements between brake caliper unit 6.1 and disc 6.2 occur.
  • the rockers 3 may also each carry a magnetic rail brake.
  • the lane change is realized by transverse displacement of the rockers 3 on the horizontal bearing axles 4, wherein the transverse displacement of the rockers 3 is bounded on both sides by a respective fixed stop 5.
  • the wings 3 are locked in the two end positions.
  • the displacement of each rocker arm 3 in the transverse direction is 217.5 mm.
  • the side members 7.1 of the chassis frame 7 are made so wide that they can accommodate the primary springs 9 in both end positions of the rockers 3 offset by 217.5 mm.
  • the wings 3 are in the outer end position and are locked.
  • the chassis When driving into a stationary Umspurstrom the chassis is gradually lowered until skids on the chassis frame 7 have contact with the Umspurstrom associated rails for guidance and centering.
  • the rockers 3 continue to lower relative to the chassis frame 7, until they rest with a swing stop on sliding surfaces of the chassis frame 7.
  • the on the Swing 3 fixed primary springs 9 are free in this state, relieved and lifted from their leadership in the chassis frame 7.
  • the rockers 3 are then unlocked by mechanical actuation via guide rails in the Umspurstrom and a lever mechanism in the middle of the chassis. Subsequently, the rockers 3 are moved by a Radlenker to the inner stop. In this position, the rockers 3 are locked by operating the lever mechanism on the guide rail at a track width of 1000 mm.
  • the wheels When extending from the Umspurstrom the wheels come back into contact with the rising of the rails from below, and the wings 3 lift off from the sliding surfaces of the chassis frame 7, are pressed up against the chassis frame 7 and then carry the vehicle mass again. In this process, the primary springs 9 are pressed back into their respective guide in the chassis frame 7. The sliding shoes lift off the rails for guidance and centering.
  • the Umspurvorgang is completed.
  • the Umspurvorgang of 1000 mm to 1435 mm runs in the reverse order.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
  • Steering Controls (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein angetriebenes Spurwechselfahrwerk für Schienenfahrzeuge mit vier Rädern und Elementen zum Positionieren und Verriegeln der Spurweite.
  • Bei spurweitenverstellbaren Fahrwerken nach dem bekannten Prinzip TALGO ist der herkömmliche Radsatz, bestehend aus zwei Radscheiben, die auf einer gemeinsamen Welle aufgepreßt sind, aufgeteilt in zwei Einzelräder mit separaten Radwellen, die beidseitig gelagert werden. Das Einzelrad, die Radwelle und die beidseitigen Radlagerungen einschließlich der Lagergehäuse bilden eine Radeinheit. Die Funktion der früheren Radsatzwelle übernimmt ein Rahmen, die sogenannte Achsbrücke, in der die beiden Radeinheiten gelagert sind und in der jeweiligen Spurweite zueinander positioniert werden. Die axiale Verriegelung der Radeinheiten erfolgt über Befestigungsaugen am Radlagergehäuse und in der Achsbrücke geführte Riegel, die beim Umspuren vertikal gezogen werden und die Radeinheiten zur axialen Verschiebung freigeben. Während des Umspurvorganges stützt sich das Fahrzeuggewicht über Gleitkufen an der Achsbrücke auf die Umspuranlage ab, so daß die Radeinheiten entlastet sind und mit geringem Kraftaufwand verschoben werden können. Die Breite des Riegels und des Befestigungsauges bestimmen den Verschiebeweg und damit die Spurweitenänderung.
  • Bei Fahrwerken mit Radeinheiten nach dem TALGO-Prinzip ist der Abstand zwischen der innenliegenden Radlagerung und der außenliegenden Radlagerung von der Differenz der Spurweiten abhängig, die das Fahrwerk befahren soll. Größere Spurweitenunterschiede, z. B. von 1000 mm auf 1435 mm führen zu großen Lagerabständen und entsprechend langen Radwellen. Solche langen Radwellen können nachteilig die Fahrzeugumgrenzungen verletzen, den verfügbaren Bauraum einschränken und möglicherweise auch Festigkeitsprobleme bereiten.
  • Die EP-A1-0 648 659 beschreibt ein nicht angetriebenes Spurwechselfahrwerk mit Radschwingen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auch für größere Spurweitenunterschiede geeignetes Fahrwerk zu schaffen, dessen Räder auf einfache Weise angetrieben und geführt sind. Außerdem sollen bei diesem Fahrwerk so weit wie möglich erprobte Baugruppen - wie Fahrwerkrahmen, Primärfederung, Sekundärfederung und, entsprechend den Anforderungen des Fahrzeugkastens, ein Wiegenträger mit Drehverbindung - realisierbar sein.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Räder und ein zugehöriger Radnabenantrieb jeweils in einer Schwinge angeordnet sind, wobei die Schwingen an einem Fahrwerkrahmen an horizontalen Lagerachsen angelenkt und für den Spurwechsel auf diesen Lagerachsen in Querrichtung verschiebbar sind.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Im weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, das in der Zeichnung prinzipartig dargestellt ist. Es zeigen
    • Fig. 1
    ein Spurwechselfahrwerk in Seitenansicht,
    Fig. 2
    die Draufsicht zu Fig. 1, mit zwei unterschiedlichen Spurweiten.
  • Der H-förmig ausgebildete und beispielsweise aus geschweißten Kastenprofilen zusammengesetzte Rahmen 7 des Fahrwerks hat Längsträger 7.1 und einen Querträger 7.2. Am Querträger 7.2 befinden sich horizontale Lagerachsen 4 für Schwingen 3, die über Gleitlager an den Lagerachsen 4 gehalten sind. Die Schwingen 3 nehmen jeweils ein Rad 1 und einen zugehörigen Radnabenantrieb 2 auf. Jeder Radnabenantrieb 2 besteht aus einem Radnabenmotor und einem integrierten Planetengetriebe.
  • Zwischen den Schwingen 3 und den Längsträgern 7.1 des Fahrwerkrahmens 7 sind Primärfedern 9 angeordnet, z. B. Gummi-Metall-Federn. Die Primärfedern 9 übertragen die vertikalen Lasten zwischen den Schwingen 3 und dem Fahrwerkrahmen 7. Die Führung der Schwingen 3 in Längs- und Querrichtung erfolgt über die Lagerachsen 4. Der in Fig. 1 angedeutete Fahrzeugkasten 8 wird über Sekundärfedern 11 abgestützt, die zwischen dem Querträger 7.2 des Fahrwerkrahmens 7 und einem Wiegenträger 10 angeordnet sind. Als Sekundärfedern 11 eignen sich insbesondere hydropneumatische Federn; eine Verwendung von Stahlfedern ist ebenfalls möglich.
  • Für das Fahrwerk sind Scheibenbremsen mit hydraulischer Bremszangeneinheit 6.1 vorgesehen. Die Bremsscheibe 6.2 ist direkt am Radnabenantrieb 2 angeflanscht. Die Bremszangeneinheit 6.1 ist an der Schwinge 3 angebracht, so daß keine Relativbewegungen zwischen Bremszangeneinheit 6.1 und Bremsscheibe 6.2 auftreten. Die Schwingen 3 können außerdem jeweils eine Magnetschienenbremse tragen.
  • Bei dem Fahrwerk nach der Erfindung wird der Spurwechsel durch Querverschieben der Schwingen 3 auf den horizontalen Lagerachsen 4 realisiert, wobei die Querverschiebung der Schwingen 3 auf beiden Seiten durch je einen Festanschlag 5 begrenzt ist. Die Schwingen 3 werden in den beiden Endpositionen verriegelt. Bei einer Änderung der Spurweite von z. B. 1435 mm auf 1000 mm beträgt der Verschiebeweg jeder Schwinge 3 in Querrichtung 217,5 mm. Die Längsträger 7.1 des Fahrwerkrahmens 7 sind derart breit ausgeführt, daß sie die Primärfedern 9 in beiden Endlagen der Schwingen 3 um 217,5 mm versetzt aufnehmen können.
  • Bei der vorgenannten Spurweite von 1435 mm befinden sich die Schwingen 3 in der äußeren Endstellung und sind verriegelt. Beim Einfahren in eine ortsfeste Umspuranlage wird das Fahrwerk nach und nach abgesenkt, bis Gleitkufen am Fahrwerkrahmen 7 Kontakt zu den der Umspuranlage zugehörigen Schienen für Führung und Zentrierung haben. Die Schwingen 3 senken sich gegenüber dem Fahrwerkrahmen 7 weiter ab, bis sie mit einem Ausschwinganschlag an Gleitflächen des Fahrwerkrahmens 7 aufliegen. Die auf den Schwingen 3 befestigten Primärfedern 9 sind in diesem Zustand frei, entlastet und aus ihrer Führung im Fahrwerkrahmen 7 abgehoben.
  • Die Schwingen 3 werden dann durch eine mechanische Betätigung über Führungsschienen in der Umspuranlage und einen Hebelmechanismus in der Mitte des Fahrwerks entriegelt. Anschließend werden die Schwingen 3 durch einen Radlenker bis zum inneren Anschlag verschoben. In dieser Stellung werden die Schwingen 3 durch Betätigung des Hebelmechanismus über die Führungsschiene bei einer Spurweite von 1000 mm verriegelt.
  • Beim Ausfahren aus der Umspuranlage kommen die Räder 1 wieder in Kontakt mit den von unten ansteigenden Schienen, und die Schwingen 3 heben von den Gleitflächen des Fahrwerkrahmens 7 ab, werden nach oben gegen den Fahrwerkrahmen 7 gedrückt und tragen dann wieder die Fahrzeugmasse. Bei diesem Vorgang werden die Primärfedern 9 wieder in ihre jeweilige Führung im Fahrwerkrahmen 7 eingedrückt. Die Gleitschuhe heben von den Schienen für Führung und Zentrierung ab. Der Umspurvorgang ist abgeschlossen. Der Umspurvorgang von 1000 mm auf 1435 mm läuft in umgekehrter Reihenfolge ab.
    • Liste der Bezugszeichen
    • 1
    Rad
    2
    Radnabenantrieb (Radnabenmotor und Planetengetriebe)
    3
    Schwinge
    4
    horizontale Lagerachse
    5
    Festanschlag
    6.1
    Bremszangeneinheit
    6.2
    Bremsscheibe
    7
    Fahrwerkrahmen
    7.1
    Längsträger des Fahrwerkrahmens
    7.2
    Querträger des Fahrwerkrahmens
    8
    Fahrzeugkasten
    9
    Primärfeder
    10
    Wiegenträger
    11
    Sekundärfeder

Claims (6)

  1. Angetriebenes Spurwechselfahrwerk für Schienenfahrzeuge mit vier Rädern (1) und Elementen zum Positionieren und Verriegeln der Spurweite, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (1) und ein zugehöriger Radnabenantrieb (2) jeweils in einer Schwinge (3) angeordnet sind, wobei die Schwingen (3) an einem Fahrwerkrahmen an horizontalen Lagerachsen (4) angelenkt und für den Spurwechsel auf diesen Lagerachsen (4) in Querrichtung verschiebbar sind.
  2. Angetriebenes Spurwechselfahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeweg der Schwingen (3) in Querrichtung auf beiden Seiten durch je einen Festanschlag (5) begrenzt ist, wobei die Schwingen (3) in ihren beiden Endpositionen verriegelt sind.
  3. Angetriebenes Spurwechselfahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrwerk Scheibenbremsen mit hydraulischen Bremszangeneinheiten (6.1) aufweist, die jeweils an einer Schwinge (3) angebracht sind, wobei an jedem Radnabenantrieb (2) eine Bremsscheibe (6.2) angeflanscht ist.
  4. Angetriebenes Spurwechselfahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schwingen (3) jeweils eine Magnetschienenbremse aufgehängt ist.
  5. Angetriebenes Spurwechselfahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Längsträgern (7.1) des Fahrwerkrahmens (7) und den Schwingen (3) Primärfedern (9) angeordnet sind.
  6. Angetriebenes Spurwechselfahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Querträger (7.2) des Fahrwerkrahmens (7) und einem Fahrzeugkasten (8) oder einem Wiegenträger (10) Sekundärfedem (11) angeordnet sind.
EP03001888A 2002-02-27 2003-01-29 Spurwechselfahrwerk für Schienenfahrzeuge (Stichwort: Schwingenführung) Expired - Lifetime EP1340664B1 (de)

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