EP3197742B1 - Fahrwerksrahmen mit antriebseinheit - Google Patents

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EP3197742B1
EP3197742B1 EP15750417.6A EP15750417A EP3197742B1 EP 3197742 B1 EP3197742 B1 EP 3197742B1 EP 15750417 A EP15750417 A EP 15750417A EP 3197742 B1 EP3197742 B1 EP 3197742B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chassis frame
drive unit
fastening means
longitudinal
motor
Prior art date
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Active
Application number
EP15750417.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3197742A1 (de
Inventor
Christian KARNER
Markus Hubmann
David KREUZWEGER
Christian PLANKENSTEINER
Michael Sumnitsch
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.)
Siemens Mobility Austria GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility Austria GmbH filed Critical Siemens Mobility Austria GmbH
Priority to PL15750417T priority Critical patent/PL3197742T3/pl
Publication of EP3197742A1 publication Critical patent/EP3197742A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3197742B1 publication Critical patent/EP3197742B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/02—Types of bogies with more than one axle
    • B61F3/04—Types of bogies with more than one axle with driven axles or wheels
    • 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
    • B61F5/28—Axle-boxes integral with, or directly secured to, vehicle or bogie underframes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/48—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension
    • B61C9/50—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension in bogies
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a chassis frame for a rail vehicle, comprising at least one drive unit, for example a motor, fastened to the chassis frame with one or more elongate fastening means.
  • the invention can be applied to bogie frames, in particular to internally mounted bogies where the axle bearings and the frame parts are located between the wheels or wheel disks, but in principle also to externally mounted bogies.
  • the fastening means can be released so that the drive unit can be changed.
  • the positioning of the interface between the drive on the one hand and the running gear or bogie on the other hand poses a major challenge because of the limited space available. In the case of rail vehicles, it can therefore make sense to position the drive in the longitudinal direction next to the running gear.
  • the drive is attached to the chassis and transmits various forces (weight, torque, ...) to the chassis frame.
  • the drive can be screwed to the chassis via a fixed motor mount.
  • This motor mount is located above the drive and is a massive, heavy component that must be attached to the chassis frame accordingly.
  • the screw connection with the Drive through its engine mounts takes place vertically, so the bolts or screws run vertically in the operating state of the chassis.
  • Another possibility for fastening the drive motor is to arrange elongated, detachable fastening elements on the chassis in the direction of travel, which is easily possible with a long wheelbase, with a short wheelbase for reasons of space requirements for the assembly and disassembly of the drive motor (space for tightening tools, space for fastening the screws) but often not.
  • a running gear frame which comprises at least one drive unit fastened to the running gear frame with one or more elongate fastening means, with the features of claim 1.
  • the invention provides that at least one fastening means is arranged transversely to the direction of travel and protrudes into the chassis frame or is guided through brackets firmly connected to the chassis frame and protrudes into the space above or below the chassis frame.
  • Transverse to the direction of travel means that the elongate fastening means are arranged transversely to the longitudinal extent of the chassis frame, that is to say approximately transversely to the longitudinal direction of the longitudinal members of the chassis frame.
  • the elongate fastening means will be normal to the direction of travel in a - in the operating state of the chassis frame - lie horizontal plane.
  • fastening means can be fastened directly to the chassis frame or above or below the chassis frame on a console rigidly connected to the chassis due to the arrangement transverse to the direction of travel means that a motor mount can be omitted, its weight is saved and the construction of the chassis frame is simplified.
  • the lateral connection of the drive unit with the chassis frame means that there is more space above the drive unit for the car body.
  • the arrangement of the fasteners transversely to the direction of travel ensures that they can be installed and removed even with a short wheelbase.
  • At least one fastening means is arranged to penetrate the chassis frame, usually the longitudinal member, i.e. about the entire box girder (both side walls) or the web of the longitudinal member in the case of an I-beam as the longitudinal member.
  • the fastening means can only penetrate one side wall of the side member (for example in the case of a box section as the side member), the other side wall not.
  • This console can, for example, be a level Be plate. As a rule, it is arranged vertically in the operating state of the chassis frame (i.e. normal to a plane of the chassis frame that is spanned by longitudinal and cross members) and could, for example, be designed as an upward extension of the outer side wall of the longitudinal member over the longitudinal member.
  • brackets above and below the longitudinal member it can be provided that all fastening means arranged transversely to the direction of travel are guided through brackets and protrude into the space above or below the chassis frame.
  • the drive unit is only mounted above and below the longitudinal member and there is no penetration of the longitudinal member itself.
  • the drive unit with the fastening means can be mounted on the chassis frame in a rigid manner or by means of one or more elastic elements.
  • the latter has the advantage that the drive unit and chassis frame are decoupled from one another with regard to sound transmission and acceleration.
  • the elastic elements interact with the fastening means.
  • the elastic element is firmly connected to the drive unit, because the drive unit is easier to manipulate than the chassis frame.
  • the elastic element is firmly connected to the chassis frame.
  • the elastic element is part of an inner bushing that is firmly connected to either the chassis frame or the drive unit and the other part (drive unit or chassis frame) with the help of the elongated fastening means is held in the inner socket.
  • This embodiment of the elastic element is particularly suitable for a drive unit which is oriented transversely to the direction of travel, and is thus usually arranged between the two longitudinal members.
  • Bolts for example together with a screwing element, or screws are provided as fastening means for all design variants. Both fasteners have the advantage of being detachable.
  • At least two or even four fastening means are provided per drive unit, depending on its size.
  • One embodiment of the invention provides that the drive unit is arranged in the direction of travel, namely in particular laterally outside the side member.
  • Another embodiment of the invention provides that the drive unit is arranged transversely to the direction of travel between the longitudinal members.
  • a running gear frame 1 is shown, which is composed of two longitudinal members 8 and two cross members 9.
  • the chassis frame 1 is symmetrical in this example, also with regard to the transverse center axis 11.
  • a motor 3 is attached to the longitudinal member 8.
  • Each motor 3 is fastened to the longitudinal members 8 by means of four fastening elements in the form of screws 13 (to form a screw connection with axial motor bearings 14), the screws 13 running parallel to the transverse central axis 11, i.e. transversely to the direction of travel.
  • the screws 13 are fastened outside the two cross members 9, viewed in the longitudinal or direction of travel.
  • the fastening of the screws 13 is in Fig. 2 better to see the section along the AA axis in Fig. 1 reproduces.
  • the lower two screws 13 are guided directly through the longitudinal beam 8 and held in it, the longitudinal beam 8 being bent downwards by approximately its height in the central longitudinal region.
  • the upper two screws 13 are guided through brackets 12 which are fixedly attached to the longitudinal beam 8. They can be designed as flat metal sheets that are oriented vertically upwards from the side member, for example as a continuation of the outer side wall of the side member 8.
  • Such consoles 12 can be made much smaller and are therefore lighter than conventional engine mounts.
  • an elastic motor mount 14 is provided for each screw 13, which, for example, as in FIG Fig. 4 can be executed: it has two bearing halves 15, 16 made of metal, wherein the first bearing half 15 is arranged on the outside of the longitudinal beam 8 or the bracket 12, so for the engine 3, the second bearing half 16 on the inside of the longitudinal beam 8 or of the console 12.
  • the screw 13 is surrounded in the area of the motor bearing 14 by a spacer sleeve 17 on which the two bearing halves 15, 16 rest.
  • Each bearing half 15, 16 can, as shown here, again be designed in two parts, with then between the two parts 151, 152; 161, 162 an elastic element 6 is provided, for example a flat rubber layer, which is approximately flat on both parts 151, 152; 161, 162 rests.
  • the inner part 151 of the first bearing half 15 and the inner part 161 of the second bearing half 16 are firmly clamped to the motor 3 by means of a screw 13 and spacer sleeve 17.
  • the outer part 152 of the first bearing half 15 and the outer part 162 of the second bearing half 16 are braced to the chassis frame 1, that is to say here the longitudinal member 8 (or the bracket 12) the force being transmitted via the elastic element 6. As a result, a slight displacement is possible in the elastic element 6.
  • the structure of the engine mount 14 could also be reversed in that the inner parts 151, 161 of the two bearing halves 15, 16 as well as the screw 13 and the spacer sleeve 17 are firmly connected to the chassis frame 1 (the longitudinal member 8 or the bracket 12), while the outer parts 152, 162 are firmly connected to the engine 3.
  • the engine mount 14 could also be designed without elastic elements 6 if one wanted to do without an elastic mount of the engine 3 on the chassis frame 1: the two bearing halves 15, 16 would then each be made in one piece, parts 151 and 152 on the one hand and parts 161 and 162 on the other hand, one part could each be combined.
  • the drive unit 3 is arranged in the direction of travel, the longitudinal axis or longitudinal extension of the motor 3 is parallel to the direction of travel or the longitudinal center axis 10 of the chassis frame.
  • the drive unit 3 is arranged laterally outside the longitudinal member 8. The motor 3 pulls or pushes the screws 13 in the axial direction.
  • the elongate fastening means have hitherto generally been arranged vertically, that is, normal to the longitudinal and transverse central axes 10, 11.
  • Fig. 3 it can be seen that the motors 3 are arranged approximately in the area of the vertical extent of the longitudinal member 8 - from the lower edge of the cranked section to the upper edge of the straight sections - and do not protrude significantly beyond this area.
  • Fig. 5 shows a possible embodiment where the connection between the engine 3 and the chassis frame 1 takes place via an elastic element 6.
  • a socket is provided on the motor 3, into which a metal-rubber element is pressed as an inner socket 2 which has at least one sleeve-shaped elastic layer made of rubber 6. This has a larger diameter in the middle than at the edge.
  • the bolt 4 is passed through the chassis frame 1 on both sides of the bushing of the motor 3.
  • a screwing element 5 designed as a screw nut (a screw would also be possible) on the head of the bolt, the bolt 4 tensions the inner bushing 2 against the chassis frame 1 and thus transmits the transverse forces.
  • the bolt 4 can be surrounded by an intermediate bushing 7 at the end of the shaft where it is mounted in the chassis frame 1, which serves to facilitate assembly.
  • the longitudinal and vertical forces are transmitted via the fits on the head and shaft of the bolt 4.
  • Fig. 6 shows in reverse of Fig. 4 a bushing arranged on the chassis frame 1, into which a metal-rubber element is pressed as an inner bushing 2, which has at least one sleeve-shaped layer of rubber 6.
  • the bolt 4 is passed through the motor 3 on both sides of the bushing.
  • a screwing element 5 designed as a screw nut (a screw would also be possible here instead) on the head of the bolt 4, the bolt 4 tensions the inner bushing 2 against the motor 3 and thus transmits the transverse forces.
  • the longitudinal and vertical forces are again transmitted via the fits on the head and shaft of the bolt 4.
  • transversely arranged motors 3 have mostly been screwed to the chassis frame 1 in the direction of travel (parallel to the longitudinal center axis 10) or perpendicular (normal to the longitudinal center axis 10 and to the transverse center axis 11), while a connection by means of bolts 4 and screwing elements 5 in the transverse direction is now proposed.
  • the bolts 4 and screws 13 can be dismantled in all of the embodiments shown and, in the operating position of the chassis frame 1, run horizontally and normal to the direction of travel.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Fahrwerksrahmen für ein Schienenfahrzeug, umfassend zumindest eine am Fahrwerksrahmen mit einem oder mehreren länglichen Befestigungsmitteln befestigte Antriebseinheit, etwa einen Motor.
  • Die Erfindung ist auf Drehgestellrahmen anwendbar, insbesondere auf innengelagerte Drehgestelle, wo die Achslager und die Rahmenteile sich zwischen den Rädern bzw. Radscheiben befinden, aber grundsätzlich auch auf außengelagerte Drehgestelle.
  • In der Regel sind die Befestigungsmittel lösbar, damit die Antriebseinheit gewechselt werden kann.
    • Stand der Technik
  • Die Positionierung der Schnittstelle zwischen Antrieb einerseits und Fahrwerk bzw. Drehgestell andererseits stellt wegen des geringen zur Verfügung stehenden Bauraums eine große Herausforderung dar. Bei Schienenfahrzeugen kann es daher sinnvoll sein, den Antrieb in Längsrichtung neben dem Fahrwerk zu positionieren. Der Antrieb wird am Fahrwerk befestigt und überträgt auf den Fahrwerksrahmen verschiedene Kräfte (Eigenmasse, Drehmoment, ...).
  • So kann der Antrieb etwa über einen fahrwerksfesten Motorträger am Fahrwerk angeschraubt werden. Dieser Motorträger befindet sich über dem Antrieb und ist ein massives schweres Bauteil, das am Fahrwerksrahmen entsprechend befestigt werden muss. Die Verschraubung mit dem Antrieb durch dessen Motorlager erfolgt dabei senkrecht, also die Bolzen bzw. Schrauben verlaufen im Betriebszustand des Fahrwerks senkrecht.
  • Eine andere Möglichkeiten zur Befestigung des Antriebsmotors besteht darin, längliche lösbare Befestigungselemente am Fahrwerk in Fahrtrichtung anzuordnen, was bei langem Achsstand leicht möglich ist, bei kurzem Achsstand aus Gründen des Platzbedarfs für die Montage und Demontage des Antriebsmotors (Bauraum für Anzugswerkzeug, Bauraum für die Befestigung der Schrauben) jedoch oft nicht.
  • Eine Lösung für die Befestigung einer Antriebseinheit an einem Fahrwerksrahmen ist in der DE-OS-29 25 836 dargestellt, in welcher quer zur Fahrtrichtung angeordnete Befestigungsmittel einen an der Antriebseinheit angeschraubten Bügel und ein am Rahmen angeordnetes Sphärolager aufweisen.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrwerksrahmen mit Antriebseinheit zur Verfügung zu stellen, welcher gegenüber einem Fahrwerksrahmen mit Motorträger weniger Gewicht hat und auch bei kurzem Achsstand eine Montage bzw. Demontage der Antriebseinheit ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Fahrwerksrahmen, der zumindest eine am Fahrwerksrahmen mit einem oder mehreren länglichen Befestigungsmitteln befestigte Antriebseinheit umfasst, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Befestigungsmittel quer zur Fahrtrichtung angeordnet ist und in den Fahrwerksrahmen ragt oder durch fest mit dem Fahrwerksrahmen verbundene Konsolen geführt ist und in den Raum über oder unter den Fahrwerksrahmen ragt.
  • "Quer zur Fahrtrichtung" heißt, dass die länglichen Befestigungsmittel quer zur Längserstreckung des Fahrwerksrahmens, also etwa quer zur Längsrichtung der Längsträger des Fahrwerksrahmens, angeordnet sind. In der Regel werden die länglichen Befestigungsmittel dabei normal zur Fahrtrichtung in einer - im Betriebszustand des Fahrwerksrahmens - waagrechten Ebene liegen.
  • Dabei werden in der Regel alle Befestigungsmittel einer Antriebseinheit erfindungsgemäß in den Fahrwerksrahmen oder in den Raum über oder unter den Fahrwerksrahmen ragen.
  • Dadurch, dass Befestigungsmittel durch die Anordnung quer zur Fahrtrichtung direkt am Fahrwerksrahmen oder über oder unter dem Fahrwerksrahmen an einer mit diesem starr verbundenen Konsole befestigt werden können, kann ein Motorträger entfallen, dessen Gewicht wird eingespart und die Konstruktion des Fahrwerksrahmens vereinfacht sich.
  • Durch die seitliche Verbindung der Antriebseinheit mit dem Fahrwerksrahmen ist über der Antriebseinheit mehr Bauraum für den Wagenkasten vorhanden.
  • Zudem wird durch den Verlauf der Befestigungsmittel quer zur Fahrtrichtung sichergestellt, dass diese auch bei kurzem Achsstand montiert und demontiert werden können.
  • Insbesondere kann vorgesehen werden, dass zumindest ein Befestigungsmittel den Fahrwerksrahmen, in der Regel den Längsträger, durchdringend angeordnet ist, also etwa den gesamten Kastenträger (beide Seitenwände) oder den Steg des Längsträgers im Falle eines I-Trägers als Längsträger.
  • Oder das Befestigungsmittel kann nur eine Seitenwand des Längsträgers (etwa im Falle eines Kastenprofils als Längsträger) durchdringen, die andere Seitenwand nicht.
  • Wenn die Höhe der Antriebseinheit im montierten Zustand die Höhe des Fahrwerksrahmens übersteigt, kann es sinnvoll sein, zumindest eine Konsole am Fahrwerksrahmen, etwa an einem Längsträger, vorzusehen, die von einem Befestigungsmittel durchdrungen ist. Diese Konsole kann zum Beispiel eine ebene Platte sein. Sie wird in der Regel im Betriebszustand des Fahrwerksrahmens senkrecht angeordnet sein (also normal zu einer Ebene des Fahrwerksrahmens, die durch Längs- und Querträger aufgespannt wird) und könnte z.B. als Verlängerung der äußeren Seitenwand des Längsträgers über den Längsträger nach oben ausgeführt sein.
  • Insbesondere, aber nicht nur, unter Verwendung von Konsolen oberhalb und unterhalb des Längsträgers kann vorgesehen sein, dass alle quer zur Fahrtrichtung angeordneten Befestigungsmittel durch Konsolen geführt sind und in den Raum über oder unter den Fahrwerksrahmen ragen. In diesem Fall befindet sich die Lagerung der Antriebseinheit nur oberhalb und unterhalb des Längsträgers und es besteht keine Durchdringung des Längsträgers selbst.
  • Grundsätzlich kann die Antriebseinheit mit den Befestigungsmitteln starr oder mittels eines oder mehrerer elastischer Elemente am Fahrwerksrahmen gelagert sein. Letzteres hat den Vorteil, dass Antriebseinheit und Fahrwerksrahmen voneinander bezüglich Schallübertragung und Beschleunigung entkoppelt werden. Die elastischen Elemente wirken dabei mit den Befestigungsmitteln zusammen.
  • In der Regel wird vorgesehen sein, dass das elastische Element fest mit der Antriebseinheit verbunden ist, weil die Antriebseinheit leichter manipulierbar ist als der Fahrwerksrahmen.
  • Alternativ kann aber dennoch vorgesehen sein, dass das elastische Element fest mit dem Fahrwerksrahmen verbunden ist.
  • Für beide Varianten ist es möglich, dass das elastische Element Teil einer Innenbuchse ist, die fest mit entweder dem Fahrwerksrahmen oder der Antriebseinheit verbunden ist und der jeweils andere Teil (Antriebseinheit oder Fahrwerksrahmen) mit Hilfe des länglichen Befestigungsmittels in der Innenbuchse gehalten ist. Diese Ausführungsform des elastischen Elements eignet sich besonders für eine Antriebseinheit, die quer zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist, somit in der Regel zwischen den beiden Längsträgern angeordnet ist.
  • Grundsätzlich wäre es auch möglich, keine elastischen Elemente zu verwenden, dann geht jedoch der Effekt der Entkopplung verloren.
  • Als Befestigungsmittel sind für alle Ausführungsvarianten Bolzen, etwa gemeinsam mit einem Verschraubungselement, oder Schrauben vorgesehen. Beide Befestigungsmittel haben den Vorteil, lösbar zu sein.
  • Im Falle eines Bolzens kann dieser in den anderen Teil eingepresst sein, sodass der eingepresste Bolzen bei Versagen des Verschraubungselements eine Notfangfunktion erfüllt.
  • In der Regel sind pro Antriebseinheit je nach deren Größe zumindest zwei, oder aber auch vier Befestigungsmittel vorgesehen.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Antriebseinheit in Fahrtrichtung angeordnet ist, nämlich insbesondere seitlich außerhalb des Längsträgers.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Antriebseinheit quer zur Fahrtrichtung zwischen den Längsträgern angeordnet ist.
    • Kurzbeschreibung der Figuren
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Figuren Bezug genommen, aus der weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind. Es zeigen:
    • Fig. 1 die Draufsicht auf einen Fahrwerksrahmen mit längs eingebauter Antriebseinheit,
    • Fig. 2 die Seitenansicht des Fahrwerksrahmens aus Fig. 1,
    • Fig. 3 die Vorderansicht des Fahrwerksrahmens aus Fig. 1,
    • Fig. 4 die Verbindung zwischen Antriebseinheit und Fahrwerksrahmen aus Fig. 1,
    • Fig. 5 eine an einem Motor angeordnete Innenbuchse für quer eingebaute Antriebseinheiten,
    • Fig. 6 eine am Fahrwerksrahmen angeordnete Innenbuchse für quer eingebaute Antriebseinheiten.
    Ausführung der Erfindung
  • In Fig. 1 ist ein Fahrwerksrahmen 1 dargestellt, der sich aus zwei Längsträgern 8 und zwei Querträgern 9 zusammensetzt. Bezüglich der Längsmittelachse 10, welche der Fahrtrichtung entspricht, ist in diesem Beispiel der Fahrwerksrahmen 1 symmetrisch ausgebildet, ebenso bezüglich der Quermittelachse 11. Zu beiden Seiten des Fahrwerksrahmens 1 außerhalb der Längsträger 8 ist jeweils ein Motor 3 am Längsträger 8 befestigt. Und zwar ist jeder Motor 3 mittels vier Befestigungselementen in Form von Schrauben 13 (zur Bildung einer Schraubverbindung mit axialen Motorlagern 14), an den Längsträgern 8 befestigt, wobei die Schrauben 13 parallel zur Quermittelachse 11, also quer zur Fahrtrichtung, verlaufen. Die Schrauben 13 sind bei dieser Ausführung des Fahrwerksrahmens 1 in Längs- bzw. Fahrtrichtung gesehen außerhalb der beiden Querträger 9 befestigt.
  • Denkt man sich in Fig. 1 vier senkrechte Ebenen längs der Außenseiten des Fahrwerksrahmens 1, also entlang der Außenseiten und der Innenseiten der beiden Längsträger 8, so wird dadurch der Raum über und unter dem Fahrwerksrahmen 1 festgelegt. Vier der verwendeten Schrauben 13 ragen hier in diesem Raum, genauer in den Raum über den Längsträgern 8, vier weitere Schrauben 4 sind direkt in die beiden Längsträger 8 eingeschoben.
  • Die Befestigung der Schrauben 13 ist in Fig. 2 besser zu erkennen, die einen Schnitt entlang der Achse A-A in Fig. 1 wiedergibt. Es sind die unteren zwei Schrauben 13 direkt durch den Längsträger 8 geführt und in diesem gehalten, wobei der Längsträger 8 im mittleren Längsbereich um etwa seine Höhe nach unten gekröpft ist. Die oberen beiden Schrauben 13 sind durch Konsolen 12 geführt, die am Längsträger 8 fix befestigt sind. Sie können als ebene Bleche ausgeführt sein, die vom Längsträger senkrecht nach oben ausgerichtet sind, etwa wie hier als Fortsetzung der äußeren Seitenwand des Längsträgers 8. Solche Konsolen 12 können viel kleiner dimensioniert werden und sind daher leichter als herkömmliche Motorträger.
  • Beidseits der Konsole 12 bzw. an der Innen- und Außenseite des Längsträgers 8 ist für jede Schraube 13 ein elastisches Motorlager 14 vorgesehen, das zum Beispiel so wie in Fig. 4 ausgeführt werden kann: es weist zwei Lagerhälften 15, 16 aus Metall auf, wobei die erste Lagerhälfte 15 an der Außenseite des Längsträgers 8 bzw. der Konsole 12 angeordnet ist, also beim Motor 3, die zweite Lagerhälfte 16 an der Innenseite des Längsträgers 8 bzw. der Konsole 12. Die Schraube 13 ist im Bereich des Motorlagers 14 von einer Distanzhülse 17 umgeben, an welcher die beiden Lagerhälften 15, 16 anliegen. Jede Lagerhälfte 15, 16 kann, wie hier dargestellt, wieder zweiteilig ausgebildet sein, wobei dann zwischen den beiden Teilen 151, 152; 161, 162 ein elastisches Element 6 vorgesehen ist, z.B. eine ebene Gummischicht, die etwa flächig auf beiden Teilen 151, 152; 161, 162 aufliegt. Der innere Teil 151 der ersten Lagerhälfte 15 und der innere Teil 161 der zweiten Lagerhälfte 16 sind mittels Schraube 13 und Distanzhülse 17 fest mit dem Motor 3 verspannt. Der äußere Teil 152 der ersten Lagerhälfte 15 und der äußere Teil 162 der zweiten Lagerhälfte 16 sind mit dem Fahrwerksrahmen 1, also hier dem Längsträger 8 (bzw. der Konsole 12) verspannt, wobei die Kraft über das elastische Element 6 übertragen wird. Dadurch ist im elastischen Element 6 eine leichte Verschiebung möglich.
  • Selbstverständlich könnte der Aufbau des Motorlagers 14 auch umgekehrt sein, indem die inneren Teile 151, 161 der beiden Lagerhälften 15, 16 sowie die Schraube 13 und die Distanzhülse 17 fest mit dem Fahrwerksrahmen 1 (dem Längsträger 8 bzw. der Konsole 12) verbunden sind, während die äußeren Teile 152, 162 fest mit dem Motor 3 verbunden sind.
  • Das Motorlager 14 könnte auch ohne elastische Elemente 6 ausgeführt sein, wenn man auf eine elastische Lagerung des Motors 3 am Fahrwerksrahmen 1 verzichten möchte: die beiden Lagerhälften 15, 16 wären dann jeweils einteilig ausgebildet, die Teile 151 und 152 einerseits und Teile 161 und 162 andererseits könnten also zu je einem Teil vereinigt sein.
  • Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1-4 ist die Antriebseinheit 3 in Fahrtrichtung angeordnet, die Längsachse bzw. Längserstreckung des Motors 3 ist parallel zur Fahrtrichtung bzw. der Längsmittelachse 10 des Fahrwerksrahmens. Dabei ist die Antriebseinheit 3 jeweils seitlich außerhalb des Längsträgers 8 angeordnet. Der Motor 3 zieht oder drückt in Axialrichtung der Schrauben 13.
  • Bei einer Längsanordnung des Motors 3 wurden die länglichen Befestigungsmittel bisher in der Regel senkrecht angeordnet, also normal zur Längs- und Quermittelachse 10, 11.
  • In Fig. 3 ist zu erkennen, dass die Motoren 3 etwa im Bereich der Höhenerstreckung des Längsträgers 8 - von der Unterkante des gekröpften Abschnitts zur Oberkante der geraden Abschnitte - angeordnet sind und nicht wesentlich über diesen Bereich hinausragen.
  • Fig. 5 zeigt eine mögliche Ausführungsform, wo die Verbindung zwischen Motor 3 und Fahrwerksrahmen 1 über ein elastisches Element 6 erfolgt. Dafür ist am Motor 3 eine Buchse vorgesehen, in welche ein Metall-Gummi-Element als Innenbuchse 2 eingepresst ist, das zumindest eine hülsenförmige elastische Schicht aus Gummi 6 aufweist. Diese hat in der Mitte einen größeren Durchmesser als am Rand.
  • Der Bolzen 4 ist zu beiden Seiten der Buchse des Motors 3 durch den Fahrwerksrahmen 1 durchgeführt. Mittels eines als Schraubenmutter (möglich wäre auch eine Schraube) ausgebildeten Verschraubungselements 5 am Kopf des Bolzens spannt der Bolzen 4 die Innenbuchse 2 gegen den Fahrwerksrahmen 1 und überträgt somit die Querkräfte.
  • Der Bolzen 4 kann am Ende des Schafts, wo er im Fahrwerksrahmen 1 gelagert ist, mit einer Zwischenbuchse 7 umgeben sein, was der leichteren Montage dient. Die Längs- und Vertikalkräfte werden über die Passungen an Kopf und Schaft des Bolzens 4 übertragen.
  • Fig. 6 zeigt in Umkehrung von Fig. 4 eine am Fahrwerksrahmen 1 angeordnete Buchse, in welche ein Metall-Gummi-Element als Innenbuchse 2 eingepresst ist, das zumindest eine hülsenförmige Schicht aus Gummi 6 aufweist. Der Bolzen 4 ist zu beiden Seiten der Buchse durch den Motor 3 durchgeführt. Mittels eines als Schraubenmutter (möglich wäre auch hier stattdessen eine Schraube) ausgebildeten Verschraubungselements 5 am Kopf des Bolzens 4 spannt der Bolzen 4 die Innenbuchse 2 gegen den Motor 3 und überträgt somit die Querkräfte. Die Längs- und Vertikalkräfte werden wiederüber die Passungen an Kopf und Schaft des Bolzens 4 übertragen.
  • Diese Ausführungsformen des elastischen Elements nach den Fig. 5 und 6 eignet sich besonders für eine Antriebseinheit, die quer zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist (also mit der Längserstreckung bzw. Längsachse der Antriebseinheit 3 parallel zur Quermittelachse 11), somit in der Regel zwischen den beiden Längsträgern 8 angeordnet ist. Die Achsen der Bolzen 4 bzw. Verschraubungselemente 5 sind dabei parallel zur Längsachse des Motors 3 ausgerichtet, können in Betriebsposition des Fahrwerksrahmens 1 seitlich (auf Höhe des) Motors 3, aber auch über oder unter dem Motor 3 angeordnet sein.
  • Bisher wurden quer angeordnete Motoren 3 meist in Fahrtrichtung (parallel zur Längsmittelachse 10) oder senkrecht (normal zur Längsmittelachse 10 und zur Quermittelachse 11) mit dem Fahrwerksrahmen 1 verschraubt, während nun eine Verbindung mittels Bolzen 4 und Verschraubungselementen 5 in Querrichtung vorgeschlagen wird.
  • Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Art der Verbindung mittels Bolzen 4 und Verschraubungselementen 5 kann aber grundsätzlich auch bei anderer Anordnung des Motors 3 zur Anwendung kommen, wobei die Achse des Bolzens 4 bzw. des Verschraubungselements 5 dann nicht mehr quer zur Fahrtrichtung verläuft: so könnte die Achse des Bolzens 4 bei Längsanordnung des Motors 3 (wie in Fig. 1) ebenfalls in Längsrichtung (parallel zur Längsmittelachse 10) verlaufen. Der Motor 3 würde bei dieser Anordnung quer zur Axialrichtung des Bolzens 4 ziehen bzw. drücken.
  • Die Bolzen 4 und Schrauben 13 sind bei allen gezeigten Ausführungen demontierbar und verlaufen in Betriebsposition des Fahrwerksrahmens 1 waagrecht und normal zur Fahrtrichtung.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Fahrwerksrahmen
    2
    Innenbuchse
    3
    Antriebseinheit (Motor)
    4
    Bolzen
    5
    Verschraubungselement für Bolzen 4
    6
    elastisches Element (Gummi)
    7
    Zwischenbuchse
    8
    Längsträger
    9
    Querträger
    10
    Längsmittelachse (Fahrtrichtung)
    11
    Quermittelachse
    12
    Konsole
    13
    Schraube
    14
    Motorlager
    15
    erste Lagerhälfte
    151
    innerer Teil der ersten Lagerhälfte 15
    152
    äußerer Teil der ersten Lagerhälfte 15
    16
    zweite Lagerhälfte
    161
    innerer Teil der zweiten Lagerhälfte 15
    162
    äußerer Teil der zweiten Lagerhälfte 15
    17
    Distanzhülse

Claims (13)

  1. Fahrwerksrahmen (1) für ein Schienenfahrzeug, umfassend zumindest eine am Fahrwerksrahmen mit einem oder mehreren länglichen Befestigungsmitteln (4, 13) befestigte Antriebseinheit (3), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Befestigungsmittel (4, 13) quer zur Fahrtrichtung angeordnet ist und in den Fahrwerksrahmen (1) ragt oder durch fest mit dem Fahrwerksrahmen (1) verbundene Konsolen (12) geführt ist und in den Raum über oder unter dem Fahrwerksrahmen (1) ragt, und dass als Befestigungsmittel Bolzen (4) oder Schrauben (13) vorgesehen sind.
  2. Fahrwerksrahmen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Befestigungsmittel (4, 13) den Fahrwerksrahmen (1), in der Regel den Längsträger (8), durchdringend angeordnet ist.
  3. Fahrwerksrahmen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (4, 13) eine Seitenwand des Längsträgers (8) durchdringend angeordnet ist.
  4. Fahrwerksrahmen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Fahrwerksrahmen (1) zumindest eine Konsole (12), etwa an einem Längsträger (8), vorgesehen ist.
  5. Fahrwerksrahmen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle quer zur Fahrtrichtung angeordneten Befestigungsmittel (4, 13) durch Konsolen (12) geführt sind und in den Raum über oder unter den Fahrwerksrahmen (1) ragen.
  6. Fahrwerksrahmen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (3) mittels eines oder mehrerer elastischer Elemente (6), das mit den Befestigungsmitteln (4, 13) zusammenwirkt, am Fahrwerksrahmen (1) gelagert ist.
  7. Fahrwerksrahmen (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (6) fest mit der Antriebseinheit (3) verbunden ist.
  8. Fahrwerksrahmen (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (6) fest mit dem Fahrwerksrahmen (1) verbunden ist.
  9. Fahrwerksrahmen (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (6) Teil einer Innenbuchse (2) ist, die fest mit entweder dem Fahrwerksrahmen (1) oder der Antriebseinheit (3) verbunden ist und der jeweils andere Teil mit Hilfe des länglichen Befestigungsmittels (4) in der Innenbuchse (2) gehalten ist.
  10. Fahrwerksrahmen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) in den anderen Teil eingepresst ist.
  11. Fahrwerksrahmen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (3) in Fahrtrichtung angeordnet ist.
  12. Fahrwerksrahmen (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (3) seitlich außerhalb des Längsträgers (8) angeordnet ist.
  13. Fahrwerksrahmen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (3) quer zur Fahrtrichtung zwischen den Längsträgern (8) angeordnet ist.
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