EP2454139B1 - Fahrwerkrahmen für schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Fahrwerkrahmen für Schienenfahrzeuge, wobei der Fahrwerkrahmen zwei Längsträger und zumindest einen zwischen diesen angeordneten Querträger aufweist, der gelenkig mit den Längsträgern verbundenen ist.
• Mit der gelenkigen Verbindung von Längs- und Querträger eines Fahrwerkrahmens kann ein gegenüber starren Fahrwerksrahmen verbessertes Entgleisungsrisiko erzielt werden.
• Ein derartiges Fahrwerk mit einem H-förmigen, verwindbaren Rahmen, bestehend aus zwei Längs-und einem Querträger, wird in der DE 43 06 848 Al und in der EP 0 409 128 AI beschrieben. Die Einleitung von Querkräften in den Fahrwerkrahmen erfolgt hierbei über Radsatzlager, die mit den Längsträgern starr verbunden sind.
• Die WO 90/11216 offenbart ein Fahrwerk mit gelenkigem Rahmen mit zumindest einem zwischen zwei Längsträgern angeordneten Querträger, der gegen die Längsträger abgefedert ist. Auch hier erfolgt die Einleitung auftretender Querkräfte, die durch Lenkvorgänge verursacht werden können, über starr mit den Längsträgern verbundene Radsatzlager.
• Bei den soeben genannten Fahrwerken erfolgt die Einleitung von Querkräften, wie sie beispielsweise bei Kurvenfahrten auftreten können, in den Fahrwerkrahmen über Radsatzlager, die mit den Längsträgern des Fahrwerkrahmens verbunden sind, wobei der Fahrwerkrahmen bezüglich dieser Querkräfte möglichst verwindungssteif sein sollte, um einen stabilen Lauf sicher zu stellen.
• Nachteilig an diesen Ausführungsformen ist, dass mit ihnen die erwünschte Querkraftsteifigkeit zwischen den Radsätzen nicht erreicht werden kann.
• Aus der EP 1276653 B1 ist ein verwindungssteifer Fahrwerkrahmen bekannt, bei dem die Radsatzlager mit dem bzw. jeweils einem der Querträger des Schienenfahrzeuges verbunden sind.
• Damit erfolgt die Einleitung der auftretenden Querkräfte über die Radsatzlager direkt in den jeweiligen Querträger. Da der Querträger gegenüber den auftretenden Querbelastungen eine wesentlich höhere Schubsteifigkeit aufweist als die Längsträger, werden dadurch die Steifigkeitseigenschaften des Fahrwerkes und damit der stabile Lauf wesentlich verbessert.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen bekannten Fahrwerkrahmen weiterzuentwickeln.
• Erfindungsgemäß geschieht dies mit einem Fahrwerkrahmen der eingangs genannten Art, bei dem die Längsträger gebogen ausgeführt sind und durch eine entsprechende Ausnehmung des Querträgers hindurchragen.
• Damit können wesentliche bauliche Einschränkungen bei aus dem Stand der Technik bekannten Fahrwerkrahmen überwunden werden.
• So sind bei dem aus der EP 1276653 B1 bekannten Fahrwerkrahmen die beiden Längsträger über dem Querträger und zusätzlich über den Primärfedern angeordnet, damit die Primärfedern kein Torsionsmoment in den Längsträger einleiten. Damit ist der seitliche Abstand der beiden Längsträger zueinander durch die Spurweite festgelegt.
• An der Fahrzeugaußenseite ist bei dem bekannten Fahrwerkrahmen neben dem Längsträger auf dem Querträger die Sekundärfeder angeordnet. Somit ist der maximale Bauraum für die Sekundärfeder in seitlicher Richtung durch den Längsträger nach innen und das gegebene Fahrzeugumgrenzungsprofil nach außen hin begrenzt.
• Bei der Ausdrehung des Fahrwerks relativ zum Wagenkasten in Bogenradien muss die Sekundärfeder einen entsprechenden Lateralweg vollführen können. Mit zunehmendem Lateralweg steigt der Durchmesser der Sekundärfeder.
• Bei engen Lichtraumprofilen (gegebenenfalls in Kombination mit kleinen Bogenradien) ist der oben beschriebene Bauraum nicht mehr ausreichend, eine geeignete Sekundärfeder mit entsprechend großem Durchmesser zu verbauen.
• Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist hingegen die Position der auf dem Querträger sitzenden Sekundärfedern seitlich variabel. Die Sekundärfedern können insbesondere auch teilweise oder ganz über dem Längsträger angeordnet sein.
• Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Verbindungselemente zwischen Längs- und Querträger als weitere Federstufe ausgeführt sind.
• Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform erhält man, wenn die Verbindungselemente zwischen Längs- und Querträger so ausgeführt sind, dass sie Antriebs-, oder Bremsmomente aufnehmen und den Nickwinkel der Fahrmotoren und des Querträgers begrenzen können.
• Die Erfindung wird anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
• Fig.1 eine Frontaldarstellung einer ersten Ausgestaltung der Erfindung,
• Fig.2 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausgestaltung der Erfindung,
• Fig.3 eine Frontaldarstellung einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung,
• Fig.4 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung,
• Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausgestaltung der Erfindung
• Fig.6 eine Schnittdarstellung der dritten Ausgestaltung der Erfindung, wobei der Schnitt durch einen Längsträger in Fahrtrichtung geführt ist
• Fig.7 eine Frontaldarstellung der dritten Ausgestaltung der Erfindung
• Fig.8 eine Frontaldarstellung der dritten Ausgestaltung der Erfindung mit einer ersten Variante der Anordnung der Sekundärfedern
• Fig.9 eine Frontaldarstellung der dritten Ausgestaltung der Erfindung mit einer zweiten Variante der Anordnung der Sekundärfedern
• Der in den Fig. 1und 2 schematisch dargestellte Fahrwerkrahmen umfasst zwei Längsträger 1 und einen Querträger 2. Die beiden Längsträger sind gebogen ausgeführt und durchdringen den Querträger in einer dafür vorgesehenen Ausnehmung. Über Verbindungselemente 4 liegt der Querträger 2 auf den Längsträgern 3 auf.
• Diese Verbindungselemente 4 können als Federelemente ausgeführt sein, beispielsweise als druckbelastbare Gummielemente.
• Damit ist eine bewegliche Verbindung zwischen Längs- und Querträger 2 gegeben, sodass sich die Längsträger 1 beispielsweise bei Kurvenfahrten an die Gleisverwindung ausrichten können, wodurch das Entgleisungsrisiko gegenüber starren Fahrwerkrahmen verringert werden kann.
• Die erfindungsgemäße Ausführung gibt nun in Bezug auf die Anordnung und die Auslegung der Sekundärfeder 3 erheblichen Freiraum. So kann diese Feder beispielsweise auch über den Längsträgern 1 angeordnet sein. Damit kann die Biegebelastung für die Querträger durch die Sekundärfedern reduziert werden.
• In dem in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Querträger 2 als Rahmen mit Verstrebungen ausgeführt. Damit kann das Gewicht dieses Querträgers 2 gering gehalten werden.
• Die Erfindung kann aber ohne Einschränkungen auch bei Querträgern 2 wie sie dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel zugrunde liegen, zur Anwendung kommen.
• Dabei ist der Querträger 2 aus einem Querträgerrahmen 5 aufgebaut, der auch die zur Aufnahme der Längsträger 1 vorgesehene Ausnehmungen 6 aufweist. Im Inneren ist dieser Rahmen durch eine Platte verstärkt.
• Vorzugsweise können diese Ausnehmungen 6 pilzförmig gestaltet sein, sodass die Längsträger 1 gegen Abheben gesichert sind.
• Diese Sicherung gegen Abheben ist bei einer dritten Ausführungsvariante, wie sie in den Figuren 5 bis 8 dargestellt ist, dadurch gegeben, dass die Ausnehmung 6 als geschlossene Öffnung ausgeführt ist. Wie in Fig. 6 dargestellt, kann die Auflagefläche 7 in dieser Ausnehmung gewölbt ausgeführt sein, sodass einerseits der notwendige Bewegungsspielraum für den Längsträger 1 gegeben ist und andererseits ein Abheben verhindert wird.
• Aus Festigkeitsgründen wird, wie in Fig. 7 dargestellt, die Ausnehmung dreieckförmig ausgeführt.
• Die Darstellungen gemäß Fig. 8 und Fig.9 zeigen den durch die Erfindung ermöglichten Gestaltungsspielraum in Bezug auf die Position der Sekundärfedern 3. Der Abstand 8 zwischen der Basis der beiden Sekundärfedern 3 kann in einem weiten Bereich frei gewählt werden, da die konstruktiven Einschränkungen durch die nach dem Stand der Technik oben liegenden Längsträger 1 wegfallen.
Bezugszeichenliste

1

Längsträger

2

Querträger

3

Sekundärfeder

4

Verbindungselement

5

Querträgerrahmen

6

Ausnehmung

7

Auflagefläche

8

Abstand zwischen Sekundärfederbasis

Claims (5)

1. Fahrwerkrahmen für Schienenfahrzeuge, wobei der Fahrwerkrahmen zwei Längsträger und zumindest einen zwischen diesen angeordneten Querträger aufweist, der gelenkig mit den Längsträgern verbundenen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (1) gebogen ausgeführt sind und durch eine entsprechende Ausnehmung (6) des Querträgers (2) hindurchragen.
2. Fahrwerkrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (4) zwischen Längs- und Querträger (1,2) als weitere Federstufe ausgeführt sind.
3. Fahrwerkrahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (4) zwischen Längs- und Querträger (1,2) in der Weise ausgeführt sind, dass sie Antriebs-, oder Bremsmomente aufnehmen und den Nickwinkel der Fahrmotoren und des Querträgers (2) begrenzen können.
4. Fahrwerkrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärfedern (3) zumindest teilweise über den Längsträgern (1) angeordnet sind.
5. Fahrwerkrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (6) im Querträger (2) eine geometrische Form aufweist, durch die ein Abheben der Längsträger (1) von ihren Verbindungselementen (4) verhindert wird.

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