EP1894807A1 - Drehgestell mit verbessertem Bauraumangebot - Google Patents
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- EP1894807A1 EP1894807A1 EP06018289A EP06018289A EP1894807A1 EP 1894807 A1 EP1894807 A1 EP 1894807A1 EP 06018289 A EP06018289 A EP 06018289A EP 06018289 A EP06018289 A EP 06018289A EP 1894807 A1 EP1894807 A1 EP 1894807A1
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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
- B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
- B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
- B61F5/24—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes
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- 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
- B61F5/50—Other details
- B61F5/52—Bogie frames
Definitions
- the invention relates to a bogie with two longitudinal members, with at least one cross member connecting the longitudinal members, and with at least one torsion bar, wherein the torsion bar extends parallel to the cross member.
- Such a bogie is for example from the DE 43 11 521 C1 known.
- the torsion bar is also referred to as a roll support and serves to reduce the rolling movements of a mounted on the bogie car body.
- the car body can also be actively tilted. This so-called tilting technique increases the comfort of the travelers with fast cornering.
- the invention is based on the object to provide a bogie that corresponds to these partially conflicting requirements as best as possible and that has more degrees of freedom than conventional bogies in terms of available space.
- a bogie with two side rails, with at least one longitudinal beam connecting the cross member and at least one torsion bar, wherein the torsion bar extends parallel to the cross member, characterized in that at least one of the cross member has at its ends depending on a crank, and the at least torsion bar is arranged in the region of the cranks within the crossbeam.
- cranks according to the invention it is possible, for example, for bogies with wheels which have a large diameter, to arrange the connecting points between cross members and longitudinal members sufficiently far from the wheel sets. Additional braking devices can also be easily installed between the wheel and cross members.
- the bogie has two cranked cross members, because thereby the existing in the middle between the longitudinal members and the cross members space can be further increased.
- a torsion bar is arranged only on a cross member.
- a torsion bar can also be provided in both cross members. This is particularly advantageous in Jakobs bogies where known to rest the ends of two car bodies.
- cranks of the cross members lie in a plane which runs essentially parallel to the rails.
- the space requirement of the cross member in the vertical direction is not increased by the crimping of the cross member, which accommodates a flat design of the bogie and thus the low arrangement of a car body.
- the torsion bar it is possible to rotatably support the torsion bar in the region of the crank in the cross member, the torsion bar to store rotatably in the longitudinal members or rotatably support the torsion bar in separate bearing blocks, which are fixedly connected to the longitudinal members and / or a cross member.
- a lever are provided at the ends of the torsion bars, wherein the levers are rotatably connected to the torsion bar.
- connecting means may be conventional pendulum supports or be designed as a variable-length actuator, in particular as a hydraulic cylinder. If the connecting means are designed as variable-length actuators, an inclination of the car body can be adjusted in a targeted manner by suitable control of the actuators.
- a shock absorber may be arranged at least between a lever and the bogie.
- the torsion bars are passed for the two on the Jakobs bogie carriage bodies through the cranks of the two cross member.
- FIG. 1 shows an H-shaped bogie frame 1 in an isometric view. For clarity, only the most essential components that are necessary to explain the invention are shown. wheelsets, Primary springs and secondary springs and drive motors are not shown in FIG.
- the frame consists of two mutually parallel longitudinal members 3, which in turn are interconnected by two cross members 5.
- the secondary springs rest on the longitudinal members 3.
- the secondary springs are, as is well known, arranged between the bogie and the car body (not shown).
- crank 11 As can be seen from Figure 1, the cross member 5 at their ends in each case a crank 11.
- the cross member 5 are cranked so that the crank 11 lies in a plane which is parallel to the longitudinal axes of the longitudinal members 3 and parallel to the rails, not shown.
- torsion bars 15 By the cranks 11 of the cross member 5 torsion bars 15 are guided.
- the torsion bars 15 protrude laterally beyond the longitudinal members 3 and are rotatably connected outside the bogie frame 1 at both ends, each with a lever 17.
- connecting means 19 (pendulum supports) and shock absorbers 21 are rotatably attached.
- the connecting means 19 (pendulum supports) of the torsion bars 15 are articulated to a car body (not shown). As a result, rolling movements of this car body are suppressed.
- the connecting means 19 are not adjustable in their length, so that the torsion bars 15 are designed as pure roll support.
- a tilt of the car body can be adjusted specifically by suitable control of this length-adjustable actuator.
- This inclination of the car body can be used, for example, when driving fast curves, at least partially compensate for the forces acting on the passengers centrifugal forces.
- a trailing arm receiver 25 is provided in the center of the cross member 5 arranged on the right in FIG. This trailing arm receiver 25 is used to attach a trailing arm (not shown) to the bogie, which is connected at its other end to one of the car bodies. About this trailing arm tensile and compressive forces are transmitted between the bogie and the car bodies, so that the secondary springs 9 are relieved of these forces.
- FIG. 2 shows an isometric illustration of a cross member 5 according to the invention with a torsion bar 15 guided through the cranks 11.
- a torsion bar 15 guided through the cranks 11.
- At the cranks 11 each have a flange 27 is formed. This flange 27 is in the assembled state (see Figure 1) of the bogie frame 1 on the inside of the longitudinal member 3 at.
- the torsion bar 15 is passed through the trailing arm receiver 25.
- Figure 3 shows a longitudinal section through a cross member 5 according to the invention with inserted torsion bar 15. At the ends of the torsion bar 15, a toothing 29 is formed. The toothing 29 serves to connect the levers 17 (see FIG. 1) in a rotationally fixed manner to the torsion bar 15.
- the mounting of the torsion bar 15 is not explicitly shown in FIG. However, it is provided in this embodiment, make the storage in the end portions 31 of the cross member 5. Alternatively, it would also be possible to mount the torsion bar 15 directly in the longitudinal members 3 or in a separate bearing block (not shown). These brackets can be attached either to the cross members 5 or to the longitudinal members 3.
- FIG. 4 shows an isometric illustration of a bogie according to the invention, wherein, in contrast to the representation according to FIG. 1, the wheel sets 33, the drive motors 35 and the secondary springs 37 are illustrated.
Landscapes
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Drehgestell mit zwei Längsträgern, mit mindestens einem die Längsträger verbindenden Querträger, und mit mindestens einem Drehstab, wobei der Drehstab parallel zu dem Querträger verläuft.
- Ein solches Drehgestell ist beispielsweise aus der
DE 43 11 521 C1 bekannt. - Der Drehstab wird auch als Wankstütze bezeichnet und dient dazu, die Wankbewegungen eines auf dem Drehgestell aufgesetzten Wagenkastens zu reduzieren. In Verbindung mit geeigneten Aktuatoren, wie zum Beispiel Hydraulikzylindern, kann der Wagenkasten auch aktiv geneigt werden. Diese sogenannte Neigetechnik erhöht den Komfort der Reisenden bei schneller Kurvenfahrt.
- Bei modernen Drehgestellen muss aufgrund steigender Anforderungen an Antriebsleistung, Bremsleistung, Komfort und anderem mehr eine zunehmend größere Zahl von Komponenten und Baugruppen in dem Drehgestell untergebracht werden. Gleichzeitig sollen die Drehgestelle so kompakt und leicht wie irgend möglich ausgeführt sein. Wesentliche Gründe hierfür sind die aus der reduzierten Masse der Drehgestelle resultierenden Energieeinsparungen und die Normierung der Drehgestelle durch die UIC.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Drehgestell bereitzustellen, welches diesen teilweise einander widersprechenden Anforderungen bestmöglich entspricht und dass hinsichtlich des verfügbaren Bauraums mehr Freiheitsgrade als herkömmliche Drehgestelle aufweist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Drehgestell mit zwei Längsträgern, mit mindestens einem die Längsträger verbindenden Querträger und mit mindestens einem Drehstab, wobei der Drehstab parallel zu dem Querträger verläuft, dadurch gelöst, dass mindestens einer der Querträger an seinen Enden je eine Kröpfung aufweist, und dass der mindestens Drehstab im Bereich der Kröpfungen innerhalb des Querträgers angeordnet ist.
- Durch die erfindungsgemäßen Kröpfungen ist es beispielsweise möglich, bei Drehgestellen mit Rädern, die einen großen Durchmesser aufweisen, die Verbindungspunkte zwischen Querträgern und Längsträgern ausreichend weit von den Radsätzen anzuordnen. Zusätzliche Bremseinrichtungen können auch problemlos zwischen Rad und Querträgern angebaut werden.
- Gleichzeitig kann in der Mitte des Drehgestells in dem Bereich zwischen den Querträgern durch die erfindungsgemäße Kröpfung der Querträger ausreichend Bauraum für Kupplungen zwischen zwei auf dem Drehgestell aufliegenden Wagenkästen, eine Längslenkerverbindung zwischen Drehgestell und Wagenkasten und anderes mehr geschaffen werden.
- Dadurch ist es möglich, bei gleichen Außenabmessungen des Drehgestells ausreichend Platz zwischen den Querträgern bereitzustellen und gleichzeitig die Verwendung großer Räder in den Radsätzen oder den Anbau von zusätzlichen Bremseinrichtungen zu ermöglichen.
- Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn das Drehgestell zwei gekröpfte Querträger aufweist, weil dadurch der in der Mitte zwischen den Längsträgern und den Querträgern vorhandenen Bauraum weiter zu vergrößert werden kann.
- Da bei herkömmlichen Drehgestellen nur ein Wagenkasten auf dem Drehgestell aufliegt, ist es in aller Regel ausreichend, wenn nur an einem Querträger ein Drehstab angeordnet ist. Selbstverständlich kann bei Bedarf auch in beiden Querträgern ein Drehstab vorgesehen sein. Dies ist besonders vorteilhaft bei Jakobs-Drehgestellen auf denen bekanntermaßen die Enden von zwei Wagenkästen aufliegen.
- Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Kröpfungen der Querträger in einer Ebene liegen, die im Wesentlichen parallel zu den Schienen verläuft. Dadurch wird durch das Kröpfen der Querträger der Bauraumbedarf der Querträger in vertikaler Richtung nicht vergrößert, was einer flachen Bauweise des Drehgestells und damit der niedrigen Anordnung eines Wagenkastens entgegenkommt.
- Alternativ ist es möglich, den Drehstab im Bereich der Kröpfung drehbar in dem Querträger zu lagern, den Drehstab drehbar in den Längsträgern zu lagern oder den Drehstab drehbar in separaten Lagerböcken zu lagern, die fest mit den Längsträgern und/oder einem Querträger verbunden sind.
- Welcher dieser alternativen Ausgestaltungen im Einzelfall der Vorzug gegeben wird, ist von den Umständen des Einzelfalls abhängig.
- Um die Kopplung des Wagenkastens mit dem Drehstab auf einfache Weise zu ermöglichen, sind an den Enden der Drehstäbe jeweils ein Hebel vorgesehen, wobei die Hebel drehfest mit dem Drehstab verbunden sind.
- Des Weiteren ist vorgesehen, dass die dem Drehstab abgewandten Enden der Hebel über Verbindungsmittel mit einem Wagenkasten gelenkig verbunden sind. Diese Verbindungsmittel können herkömmliche Pendelstützen sein oder als längenveränderlicher Aktuator, insbesondere als Hydraulikzylinder, ausgebildet sein. Wenn die Verbindungsmittel als längenveränderliche Aktuatoren ausgebildet sind, lässt sich durch geeignete Ansteuerung der Aktuatoren eine Neigung des Wagenkastens gezielt einstellen.
- Um den Komfort der Reisenden zu erhöhen, kann mindestens zwischen einem Hebel und dem Drehgestell ein Stoßdämpfer angeordnet sein.
- Wenn die erfindungsgemäßen gekröpften Querträger in einem Jakobs-Drehgestell eingesetzt werden, empfiehlt es sich zwei gekröpfte Querträger und zwei Drehstäbe vorzusehen, wobei die Drehstäbe für die beiden auf dem Jakobs-Drehgestell aufliegenden Wagenkästen durch die Kröpfungen der beiden Querträger hindurchgeführt sind.
- Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
- Es zeigen:
- Figur 1
- eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Drehgestells mit zwei Drehstäben,
- Figur 2
- eine isometrische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Drehstabs,
- Figur 3
- ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehstabs und
- Figur 4
- eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Drehgestells mit eingebauten Radsätzen und Antriebsmotoren.
- In Figur 1 ist ein H-förmiger Drehgestellrahmen 1 in einer Isometrie dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur die wesentlichsten Bauteile, die zur Erläuterung der Erfindung erforderlich sind, dargestellt. Radsätze, Primärfedern und Sekundärfedern sowie Antriebsmotoren sind in Figur 1 nicht dargestellt.
- Der Rahmen besteht aus zwei parallel zueinander angeordneten Längsträgern 3, die wiederum durch zwei Querträger 5 miteinander verbunden sind.
- Die Bereiche, in denen die Längsträger 3 auf den Primärfedern (nicht dargestellt) aufliegen, sind in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 7 versehen.
- In den mit dem Bezugszeichen 9 versehenen Bereichen liegen die ebenfalls nicht dargestellten Sekundärfedern auf den Längsträgern 3 auf. Die Sekundärfedern sind, wie allgemein bekannt, zwischen dem Drehgestell und dem Wagenkasten (nicht dargestellt) angeordnet.
- Wie aus Figur 1 ersichtlich, weisen die Querträger 5 an ihren Enden jeweils eine Kröpfung 11 auf.
- Die Querträger 5 sind so gekröpft, dass die Kröpfung 11 in einer Ebene liegt, die parallel zu den Längsachsen der Längsträger 3 und parallel zu den nicht dargestellten Schienen verläuft.
- Durch die Kröpfungen 11 wird der Abstand zwischen den Befestigungspunkten 7 der Primärfedern (nicht dargestellt) und dem Ort, an dem die Querträger 5 mit den Längsträgern 3 verbunden sind, vergrößert. Dies erlaubt die Verwendung größerer Räder (nicht dargestellt) oder zusätzlicher Bremseinrichtungen. Gleichzeitig ist der in einem Bereich 13, der von den Längsträgern 3 und den Querträgern 5 begrenzt wird, verfügbare Bauraum vergrößert.
- Dies bedeutet, dass durch die erfindungsgemäß gekröpften Querträger 5 einerseits große Räder an den Radsätzen (nicht dargestellt) oder zusätzlicher Bremseinrichtungen verwendet werden können und andererseits der verfügbare Bauraum im Bereich 13 zwischen den Querträgern 5 vergrößert werden kann.
- Durch die Kröpfungen 11 der Querträger 5 sind Drehstäbe 15 geführt. Die Drehstäbe 15 ragen seitlich über die Längsträger 3 hinaus und sind außerhalb des Drehgestellrahmens 1 an beiden Enden mit jeweils einem Hebel 17 drehfest verbunden.
- An den Enden der Hebel 17 sind Verbindungsmittel 19 (Pendelstützen) und Stoßdämpfer 21 drehfest befestigt. Die Verbindungsmittel 19 (Pendelstützen) der Drehstäbe 15 sind an einem Wagenkasten (nicht dargestellt) gelenkig befestigt. Dadurch werden Wankbewegungen dieses Wagenkastens unterdrückt.
- Da es sich bei dem in Figur 1 dargestellten Drehgestellrahmen um den Rahmen eines Jakobs-Drehgestells handelt, auf dem die Enden zweier Wagenkästen aufliegen, sind auch zwei Drehstäbe 15 mit insgesamt vier Hebeln und vier Verbindungsmitteln 19 vorgesehen, wobei jeweils ein Paar von Verbindungsmitteln 19 mit einem Wagenkasten (nicht dargestellt) verbunden ist.
- Falls die erfindungsgemäß gekröpften Querträger 5 bei einem herkömmlichen Drehgestell eingesetzt werden, ist es in der Regel ausreichend, einen Drehstab 15, zwei Hebel 17 und zwei Verbindungsmittel 19 vorzusehen, um den auf dem Drehgestell aufliegenden Wagenkasten zu stabilisieren.
- In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsmittel 19 in ihrer Länge nicht verstellbar, so dass die Drehstäbe 15 als reine Wankhilfe ausgebildet sind.
- Wenn einer oder mehrere der Verbindungsmittel 19 durch einen längenverstellbaren Aktuator, wie beispielsweise einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder, ersetzt werden, kann durch geeignete Ansteuerung dieses längenverstellbaren Aktuators gezielt eine Neigung des Wagenkastens eingestellt werden. Diese Neigung des Wagenkastens kann beispielsweise beim schnellen Durchfahren von Kurven eingesetzt werden, um die auf die Passagiere wirkenden Fliehkräfte mindestens teilweise zu kompensieren.
- In der Mitte der Querträger sind Aufnahmen 23, die der Befestigung von Antriebsmotoren (nicht dargestellt) dienen, vorgesehen. In der Mitte des in Figur 1 rechts angeordneten Querträgers 5 ist des Weiteren eine Längslenkeraufnahme 25 vorgesehen. Diese Längslenkeraufnahme 25 dient dazu, einen Längslenker (nicht dargestellt) an dem Drehgestell zu befestigen, der an seinem anderen Ende mit einem der Wagenkästen verbunden ist. Über diesen Längslenker werden Zug- und Druckkräfte zwischen dem Drehgestell und den Wagenkästen übertragen, so dass die Sekundärfedern 9 von diesen Kräften entlastet werden.
- In Figur 2 ist eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Querträgers 5 mit einem durch die Kröpfungen 11 hindurchgeführten Drehstab 15 dargestellt. An den Kröpfungen 11 ist jeweils ein Flansch 27 ausgebildet. Dieser Flansch 27 liegt in zusammengebautem Zustand (siehe Figur 1) des Drehgestellrahmens 1 an der Innenseite der Längsträger 3 an.
- Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, wird der Drehstab 15 durch die Längslenkeraufnahme 25 hindurchgeführt.
- Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Querträger 5 mit eingelegtem Drehstab 15. An den Enden des Drehstabs 15 ist eine Verzahnung 29 ausgebildet. Die Verzahnung 29 dient dazu, die Hebel 17 (siehe Figur 1) drehfest mit dem Drehstab 15 zu verbinden.
- Die Lagerung des Drehstabs 15 ist in Figur 3 nicht explizit dargestellt. Es ist jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, die Lagerung in den Endbereichen 31 des Querträgers 5 vorzunehmen. Alternativ wäre es auch möglich, den Drehstab 15 direkt in den Längsträgern 3 oder in einem separaten Lagerbock (nicht dargestellt) zu lagern. Diese Lagerböcke können entweder an den Querträgern 5 oder an den Längsträgern 3 befestigt werden.
- In Figur 4 ist eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Drehgestells dargestellt, wobei im Gegensatz zu der Darstellung gemäß Figur 1 die Radsätze 33, die Antriebsmotoren 35 und die Sekundärfedern 37 dargestellt sind.
Claims (13)
- Drehgestell mit zwei Längsträgern (3), mit mindestens einem die Längsträger (3) verbindenden Querträger (5), und mit mindestens einem Drehstab (15), wobei der Drehstab (15) parallel zu dem oder den Querträgern (5) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Querträger (5) an seinen Enden je eine Kröpfung (11) aufweist, und dass der mindestens eine Drehstab (15) im Bereich der Kröpfungen (11) innerhalb des Querträgers (5) angeordnet ist.
- Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgestell zwei gekröpfte Querträger (5) aufweist.
- Drehgestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Querträger (5) in einer Ebene gekröpft sind.
- Drehgestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene in welcher der oder die Querträger (5) gekröpft sind im Wesentlichen parallel zu den Schienen verläuft.
- Drehgestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Drehstäbe (15) in Endbereichen (31) der Querträger (5) drehbar in diesen gelagert sind.
- Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Drehstäbe (5) drehbar in den Längsträgern (3) gelagert sind.
- Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Drehstäbe (5) drehbar in separaten Lagerböcken gelagert sind, und dass die Lagerböcke fest mit den Längsträgern (3) und/oder den Querträgern (5) verbunden sind.
- Drehgestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden der Drehstäbe (5) jeweils ein Hebel (17) vorgesehen ist, und dass die Hebel (17) drehfest mit den Drehstäben (5) verbunden sind.
- Drehgestell nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Drehstab (5) abgewandten Enden der Hebel (17) über Verbindungsmittel (19) mit einem Wagenkasten gelenkig verbunden sind.
- Drehgestell nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (19) als längenveränderlicher Aktuator, insbesondere als Hydraulikzylinder, ausgebildet sind.
- Drehgestell nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwischen einem Hebel (17) und dem Drehgestell (1) ein Stoßdämpfer (21) angeordnet ist.
- Drehgestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgestell (1) ein Jakobs-Drehgestell ist, dass auf dem Jakobs-Drehgestell die Enden zweier Wagenkästen aufliegen, dass der Drehgestellrahmen (1) zwei gekröpfte Querträger (5) aufweist, und dass im Bereich der Kröpfungen (11) beider Querträger (5) jeweils ein Drehstab (5) innerhalb der Querträger (5) angeordnet ist.
- Drehgestell nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Drehstab (15) der Begrenzung von Wankbewegungen eines Wagenkastens dient.
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