WO2002081284A1 - Selbstlenkendes, dreiachsiges laufgestell - Google Patents

Selbstlenkendes, dreiachsiges laufgestell Download PDF

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WO2002081284A1
WO2002081284A1 PCT/EP2002/003471 EP0203471W WO02081284A1 WO 2002081284 A1 WO2002081284 A1 WO 2002081284A1 EP 0203471 W EP0203471 W EP 0203471W WO 02081284 A1 WO02081284 A1 WO 02081284A1
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wheel set
rotary lever
joint
wheelset bearing
bearing housings
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PCT/EP2002/003471
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Inventor
Wolfgang Auer
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Bombardier Transportation Gmbh
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    • 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
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    • B61F3/10—Types of bogies with more than one axle without driven axles or wheels with three or more axles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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
    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • B61F5/46—Adjustment controlled by a sliding axle under the same vehicle underframe

Definitions

  • the invention relates to a self-steering, three-axle bogie, in particular for a rail vehicle, with wheel sets and associated wheel set bearing housings, the outer wheel sets being coupled in opposite directions and being movable in the longitudinal direction and the central wheel set being movable in the transverse direction and being involved in the control system, and wherein the the wheelset bearing housings on one chassis side and / or the wheelset bearing housings on the other chassis side are exclusively coupled to the wheelset bearing housings on the same chassis side.
  • the invention is particularly suitable for use in rail vehicles, especially locomotives. However, it is not limited to this.
  • a self-steering, three-axis barrel part for a rail vehicle is known for example from DE 38 24 709 C2.
  • the disadvantage of this moving part is that the center wheel set is not involved in the control system, but only the outer wheel set advancing in the direction of travel and the outer wheel set trailing in the direction of travel are steered via corresponding steering linkages.
  • the ability of the chassis to adapt to narrower radii of curvature is severely limited, so that there are disadvantageously high tracking forces in tight bends.
  • DE 44 15 294 AI discloses a corresponding self-steering, three-axis barrel with so-called steering beams, via which the wheel bearing housing of the two chassis sides are coupled.
  • the disadvantage here is that the cross Connection between the chassis sides via the steering beam installation space, possibly also inside the chassis, is claimed.
  • a generic three-axis barrel part is known.
  • the outer wheel sets are coupled in opposite directions and arranged to be movable in the longitudinal direction of the vehicle.
  • the center wheel set is movable in the transverse direction, that is to say transversely to the longitudinal direction, and is involved in the control system.
  • the described mobility is ensured in each case by conventional spring elements, via which the wheel sets are attached to the drive frame.
  • This barrel part remedies the disadvantage just mentioned, in that the wheelset bearing housings are only coupled to one another on the respective chassis side and - apart from the (internal) connection via the respective wheelsets - no (external) coupling between the wheelset bearing housings in the sense of the present description is provided on both chassis sides.
  • US Pat. No. 4,679,507 describes a further generic three-axle bogie for rail vehicles, in which the handlebar and angle lever engage on the wheel set bearing housing of the central wheel set.
  • the wheelset bearing housing is coupled to one another via rotary levers and handlebars, with the rotary levers striking the middle wheel set on the wheelset bearing housing with a certain amount of play via buffers.
  • the center wheel set is transverse to the longitudinal or driving direction via special handlebars guided.
  • the disadvantage here is that at least two different connection points on the wheelset bearing are required, so that this solution is relatively complex to implement.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a generic bogie which does not have the described disadvantages of the prior art or at least to a lesser extent and ensures a good reduction in the starting angle, in particular with a simple structure.
  • the present invention is based on the technical teaching that a simply constructed generic bogie is obtained which ensures a good reduction in the run-on angle when adjacent wheel set bearing housings are coupled via a handlebar rod-rotary lever configuration to a first rotary lever which is connected to the associated one Wheelset bearing housing of the central gear set is rotatably connected.
  • the configuration according to the invention with the first rotary lever, which is rotatably connected to the associated wheel set bearing housing of the central wheel set additionally has the advantage that it is a very simple, space-saving arrangement which additionally has the function of a guide, in particular of the Lateral guidance of the center wheel set fulfilled.
  • no additional functional components - for example, corresponding links, as are known from US Pat. No. 4,679,507 - are therefore required for this guidance.
  • the handlebar pivot lever configuration is preferably designed and arranged such that a run-up angle of less than 10 ° is established between the outer wheel of the respective outer wheel set with respect to the track curve and the outer rail of the track curve. This can be achieved by appropriate selection of the length of the handlebars and rotary levers and the arrangement of the articulation or pivot points.
  • the starting angle is preferably less than 5 °. More preferably, the thrust angle that arises in curves is essentially 0 °, so that the wear of the wheel rim on the outer wheel is reduced to a minimum.
  • the coupling of wheelset bearing housings can be done on one side as well as on both sides, i.e. H. both on one chassis side and on both chassis sides.
  • the couplings of the wheelset bearing housing on one chassis side are implemented symmetrically to the longitudinal axis of the rail vehicle, also on the wheelset bearing housings on the other chassis side.
  • one - at least in the neutral position with a straight track - is First handlebar arranged obliquely to the longitudinal direction between a first joint on the first rotary lever and a second joint on the wheel set bearing housing of a first outer wheel set.
  • the inclination of the first handlebar favorably favors a radial alignment of the outer wheel set with respect to the track curve and thus the reduction in the run-up angle due to the movement component thus achieved inward of the track curve.
  • a steering behavior that is particularly favorable with regard to the reduction in the starting angle results in constellations in which a correspondingly inclined first handlebar is provided on both chassis sides.
  • the first rotary lever can in principle be of any design. It is preferably designed as an angle lever with a first and second arm and a rotational axis fixed to the frame, since a particularly simple configuration is hereby achieved.
  • the first arm is preferably oriented transversely, more preferably perpendicularly, to the longitudinal axis of the vehicle in order to achieve correspondingly large adjusting movements as a function of the transverse movements of the center wheel set, which allow optimal adaptation to a wide range of track curvatures.
  • the first rotary lever can be connected at any point of the associated wheel set bearing of the central wheel set via a third joint arranged on its second arm.
  • the first rotary lever is preferably connected to the end face of the wheel set bearing of the central wheel set facing it via a third joint arranged on its second arm, since this results in an arrangement that is particularly easy to manufacture and maintain.
  • a particularly favorable transmission of movement also results if the pivot point of the first rotary lever and the attachment Steering point of the first rotary lever on the wheel set bearing of the center wheel set lie on a line which is essentially parallel to the longitudinal position of the vehicle in the neutral position.
  • the second arm of the first rotary lever designed as an angle lever can be directed substantially in the longitudinal direction of the vehicle, for example in the neutral position.
  • a second rotary lever with a fixed axis of rotation is assigned to the wheelset bearing housing of a second outer wheel set.
  • a second handlebar rod leading to the wheel set bearing housing of the second outer wheel set acts on a fourth joint of the second rotary lever.
  • a fifth joint of the second rotary lever, which is arranged beyond the axis of rotation in the neutral position with respect to the longitudinal direction of the vehicle, is connected to a third handlebar which leads to a joint on the first rotary lever.
  • the second rotary lever can be designed in any way. It is preferably designed as a simple linear lever.
  • the position of the axis of rotation of the second rotary lever between the fourth and fifth joint can be selected depending on the desired or required movement translation between the wheelset bearing housing of the center wheel set or the first rotary lever and the wheelset bearing housing of the second outer wheel set.
  • the second rotary lever has a central axis of rotation.
  • the third handlebar can be articulated on the first rotary lever.
  • the third handlebar preferably leads into the area of the first joint on the first rotary lever in order to achieve a particularly favorable transmission of movement.
  • the third handlebar preferably leads to the first joint on first rotary lever in order to achieve a particularly simple design, since then only one joint is required there for articulating the first and third handlebars.
  • the active participation of the center wheel set on the control system makes it easier to overcome the horizontal spring deflection forces of the wheel set springs which oppose the control movement, and in particular in the case of smaller radii of radii, which require larger horizontal deflections of the wheel set springs for the radial position, the alignment of the wheel set shaft to the center of the bow is improved.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the drive of a preferred embodiment of the self-steering, three-axis bogie according to the invention.
  • Fig. 1 shows a drive 1 of a three-axle bogie according to the invention for a rail vehicle.
  • This has a bogie frame, not shown in FIG. 1, consisting of longitudinal and cross members.
  • the wheelset bearing housings 2 to 7 of the three wheel sets 8, 9, 10 are fastened to the longitudinal members via spring elements (not shown), namely wheel set bearing housings 2, 3 for the first Wheelset 8, which is referred to below as the first outer wheel set, the wheel set bearing housing 4, 5 for the second wheel set 9, which is referred to below as the center wheel set, and the wheel set bearing housing 6, 7 for the third wheel set 10, hereinafter referred to as the second outer wheel set becomes.
  • the wheel sets 8, 9, 10 comprise running wheels 11.
  • the wheel sets 8, 9, 10 can be driven by drive motors, not shown, for example Tatzlager- or rack motors.
  • the wheelset bearing housings 2, 3, 6, 7 of the two outer wheel sets 8, 10 can be moved, inter alia, in the direction of travel or opposite to the direction of travel of the rail vehicle, which is indicated by directional arrows xl, x2.
  • the Radsatzlageheh use 4, 5 of the center wheel set 9 are movable perpendicular to the direction of travel of the rail vehicle, among other things, which is indicated by directional arrows yl, y2.
  • the wheelset bearing housings 2, 3, 4, 5, 6, 7 are each only coupled on the same chassis side via handlebar-bar-rotary lever configurations.
  • a first handlebar 12 which is arranged obliquely to the longitudinal direction of the vehicle in the neutral position shown in FIG. 1, is arranged between a first joint 13 of a first rotary lever in the form of an angle lever 14 and a second joint 15 on the wheel set bearing housing 3 of the first outer wheel set 8.
  • the angle lever 14 has a first arm 14.1 and a second arm 14.2, which have approximately the same length in the example shown, but can also have different lengths in other variants depending on the desired translation of movement.
  • the first arm 14.1 is oriented essentially perpendicular to the longitudinal direction of the vehicle, while the second arm 14.2 is oriented essentially parallel to the longitudinal direction of the vehicle in this position.
  • the angle lever 14 has an axis of rotation 16 fixed to the frame and is connected via the third joint 17 at the end of its second arm 14.2 to the end face of the wheel set bearing 5 of the center wheel set 9 facing it.
  • the wheel set bearing housing 7 of the second outer wheel set 10 is assigned a second rotary lever 18 with a frame-mounted, central axis of rotation 19, the second link rod 20 leading to the wheel set bearing housing 7 of the second outer wheel set 10 engaging the fourth joint 21 of this second rotary lever 18 and the fifth joint 22 of this second rotary lever 18 is connected to a third handlebar 23, which on the other hand leads to the already mentioned first joint 13 of the angle lever 14.
  • the couplings of the wheel set bearing housings 3, 5, 7 on one chassis side are realized symmetrically to the longitudinal axis of the rail vehicle, also on the wheel set bearing housings 2, 4, 6 on the other chassis side.
  • An obliquely arranged first link rod 24 is arranged between a first joint 25 of a first rotary lever in the form of an angle lever 26 and a second joint 27 of the wheelset bearing housing 2.
  • the angle lever 26 has an axis of rotation 28 fixed to the frame and is connected via the third joint 29 of its second arm to the end face of the wheel set bearing 4 of the center wheel set 9.
  • the wheelset bearing housing 6 of the second outer wheel set 10 is assigned a second rotary lever 30 with a frame-fixed central axis of rotation 31, the second link rod 32 leading to the wheelset bearing housing 6 engaging the fourth joint 33 of this second rotary lever 30 and the fifth joint 34 of this second rotary lever 30 with a third link rod 35 is connected, which on the other hand leads to the already mentioned first joint 25 of the angle lifter 26.
  • the mode of operation of the self-steering, three-axle bogie 1 is described below.
  • the second The rotary lever 18, the third handlebar 23 and the angle lever 14 as well as the symmetrical arrangement on the opposite side of the chassis result in connection with the wheelset bearing housings 2, 3, 6, 7 of the outer wheel sets 8 that are movable in or opposite to the direction of travel (xl, x2) of the rail vehicle , 10 and the wheelset bearing housings 4, 5 of the center wheel set 9, which are movable perpendicular to the direction of travel (yl, y2) of the rail vehicle, an opposing coupling of the outer wheel sets 8, 10 when the vehicle is cornering.
  • the opposing coupling of the first and second outer wheel sets 8 and 10 results in a simple manner from the design of the second rotary lever 18, 30 with the fourth joint 21, 33 and that arranged in the neutral position with respect to the longitudinal direction of the vehicle beyond the axis of rotation 19, 31 fifth joint 22, 34.
  • the wheelset bearing housing 2 of the first outer wheel set 8 moves in the direction x2
  • the wheelset bearing housing 6 of the second outer wheel set 10 inevitably has to move in the xl direction and the wheelset bearing housing 4 of the central wheel set 9 in the yl direction.
  • the wheelset bearing housing 3 of the first outer wheel set 8 move in the x2 direction
  • the wheelset bearing housing 7 of the second outer wheel set 10 in the x2 direction and the wheelset bearing housing 5 of the central wheel set 9 in the yl direction.
  • the inclination of the first handlebars 12 and 24 is favored by the track arch thus achieved
  • Directional movement component a radial alignment of the first outer wheel set 8 with respect to the track curve and thus the reduction of the run-up angle between the outer wheel of the outer wheel set 8 and the outer rail of the track curve.
  • the components of the arrangement are arranged and designed so that over a wide range of radii of curvature Track the first outer wheel set 8 and the second outer wheel set 10 at least largely radially to the curved track.
  • a run-up angle between the outer wheels of the outer wheel sets 8, 10 and the outer rail of the track curve is less than 5 °. Over a wide range of radii of curvature, this angle of attack is essentially equal to 0 °.

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Abstract

Selbstlenkendes, dreiachsiges Laufgestell insbesondere für ein Schienenfahrzeug, mit Radsätzen (8, 9, 10) und zugeordneten Radsatzlagergehäusen (2, 3, 4, 5, 6, 7), wobei die Außenradsätze (8, 10) gegenläufig gekoppelt und in Längsrichtung beweglich sind und der Mittelradsatz (9) in Querrichtung beweglich und am Steuerungssystem beteiligt ist, und wobei die auf der einen Fahrwerksseite liegenden Radsatzlagergehäuse (2, 4, 6) und/oder die auf der anderen Fahrwerksseite liegenden Radsatzlagergehäuse (3, 5, 7) ausschließlich mit den auf derselben Fahrwerksseite liegenden Radsatzlagergehäusen (2, 3, 4, 5, 6, 7) gekoppelt sind, und wobei benachbarte Radsatzlagergehäuse (2, 3, 4, 5, 6, 7) über eine Lenkerstangen-Drehhebel-Konfiguration mit einem mit einem mit dem zugehörigen Radsatzlagergehäuse (4, 5) des Mittelradsatzes (9) drehbeweglich verbundenen ersten Drehhebel (14, 26) gekoppelt sind.

Description

Selbstlenkendes, dreiachsiges Laufgesteil
Die Erfindung betrifft ein selbstlenkendes, dreiachsiges Lauf- gestell, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, mit Radsätzen und zugeordneten Radsatzlagergehausen, wobei die Außenradsätze gegenläufig gekoppelt und in Längsrichtung beweglich sind und der Mittelradsatz in Querrichtung beweglich und am Steuerungs- system beteiligt ist, und wobei die auf der einen Fahrwerksseite liegenden Radsatzlagergehause und/oder die auf der anderen Fahrwerksseite liegenden Radsatzlagergehause ausschließlich mit den auf derselben Fahrwerksseite liegenden Radsatzlagergehausen gekoppelt sind.
Die Erfindung eignet sich besonders für den Einsatz in Schienenfahrzeugen, insbesondere Lokomotiven. Sie ist hierauf aber nicht beschränkt.
Ein selbstlenkendes, dreiachsiges Laufgesteil für ein Schienenfahrzeug ist beispielsweise aus der DE 38 24 709 C2 bekannt. Nachteilig ist bei diesem Laufgesteil, dass der Mittelradsatz am Steuerungssystem nicht beteiligt ist, sondern nur der in Fahrtrichtung vorlaufende Außenradsatz und der in Fahrtrichtung nachlaufende Außenradsatz über entsprechende Lenkgestänge gelenkt werden. Hierdurch ist die Anpassungsfähigkeit des Fahrwerks an engere Krümmungsradien stark eingeschränkt, sodass es in engen Kurven zu nachteilig hohen Spurführungskräften kommt.
Um diesem Nachteil abzuhelfen, wurde vorgeschlagen, auch den Mittelradsatz am SteuerungsSystem zu beteiligen. Die DE 44 15 294 AI offenbart beispielsweise ein entsprechendes selbstlenkendes, dreiachsiges Laufgesteil mit so genannten Lenkbalken, über welche die Radlagergehäuse der beiden Fahrwerksseiten gekoppelt sind. Nachteilig ist hierbei, dass in Folge die Quer- Verbindung zwischen den Fahrwerksseiten über die Lenkbalken Bauraum, gegebenenfalls auch im Inneren des Fahrwerks, beansprucht wird.
Aus der DE 41 42 255 C2 ist ein gattungsgemäßes dreiachsiges Laufgesteil bekannt. Bei diesem sind die Außenradsätze gegenläufig gekoppelt und in Längsrichtung des Fahrzeugs beweglich angeordnet. Der Mittelradsatz ist in Querrichtung, also quer zur Längsrichtung, beweglich und am Steuerungssystem beteiligt. Die geschilderte Beweglichkeit ist dabei jeweils durch herkömmliche Federelemente sichergestellt, über welche die Radsätze an dem Laufwerksrahmen befestigt sind. Dieses Laufgesteil hilft dem soeben genannten Nachteil ab, indem die Radsatzlagergehause nur noch auf der jeweiligen Fahrwerksseite miteinander gekoppelt sind und - abgesehen von der (internen) Verbindung über die jeweiligen Radsätze - im Sinne der vorliegenden Beschreibung keine (externe) Kopplung mehr zwischen den Radsatzlagergehausen der beiden Fahrwerksseiten vorgesehen ist. Die Kopplung zwischen benachbarten Radsatzlagergehausen erfolgt dabei über einen Drehhebel. Diese Konfiguration spart zwar erheblich an Bauraum ein, sie weist jedoch folgende Nachteile auf. Zwar lässt sich durch die Beteiligung des Mittelradsatzes an der Steuerung eine Anpassung an nahezu beliebige Gleiskrümmungen erzielen, je nach Gleiskrümmung stellt sich jedoch trotz allem ein mehr oder weniger großer Anlaufwinkel zwischen dem Spurkranz des jeweiligen Außenradsatzes und der äußeren Schiene ein, der den Verschleiß erhöht und sich daher negativ auf die Standzeit des Radsatzes auswirkt.
In der US 4,679,507 wird ein weiteres gattungsgemäßes dreiachsiges Laufgestell für Schienenfahrzeuge beschrieben, bei dem am Radsatzlagergehause des Mittelradsatzes Lenker und Winkelhebel angreifen. Die Kopplung der Radsatzlagergehause untereinander erfolgt über Drehhebel und Lenkerstangen, wobei Drehhebel am Radsatzlagergehause des Mittelradsatzes mit einem gewissen Spiel über Puffer anschlagen. Der Mittelradsatz ist dabei über spezielle Lenker quer zur Längs- oder Fahrtrichtung geführt. Nachteilig ist hierbei, dass mindestens zwei verschiedene Anschlusspunkte am Radsatzlager erforderlich sind, sodass diese Lösung in ihrer Realisierung relativ aufwändig ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Laufgestell anzugeben, welches die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere bei einfachem Aufbau eine gute Reduktion des Anlaufwinkels sicherstellt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem durch ein selbstlenkenden, dreiachsigen Laufgestell gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst .
Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man ein einfach aufgebautes gattungsgemäßes Lauf- gestell erhält, welches eine gute Reduktion des Anlaufwinkels sicherstellt, wenn benachbarte Radsatzlagergehause über eine Lenkerstangen-Drehhebel-Konfiguration mit einem ersten Drehhebel gekoppelt sind, der mit dem zugehörigen Radsatzlagergehause des Mittelradsatzes drehbeweglich verbunden ist.
Durch diese Kombination aus Lenkerstangen und Drehhebeln erhält die erfindungsgemäße Anordnung gegenüber der aus der DE 41 42 255 C2 bekannten Lösung einerseits einen zusätzlichen Freiheitsgrad in der Ebene parallel zur Gleisebene. Während bei der bekannten Anordnung die Winkelstellung des jeweiligen Außenradsatzes zur Schiene, d. h. der Anlaufwinkel, durch die Winkelhebel bei einer bestimmten Gleiskrümmung vorgegeben und unveränderlich ist, kann sich der jeweilige Außenradsatz bei der erfindungsgemäßen Lösung dank dieses zusätzlichen Freiheitsgrades durch die vorherrschenden Anlaufkräfte an der Außenschiene im wesentlichen radial einstellen. Der Anlaufwinkel reduziert sich dadurch erheblich. In der Regel ist eine Reduktion im wesentlichen auf Null möglich, wodurch sich in vorteilhafter Weise der Verschleiß der Radsätze deutlich verringert. Die erfindungsgemäße Konfiguration mit dem ersten Drehhebel, der mit dem zugehörigen Radsatzlagergehause des Mittelradsatzes drehbeweglich verbunden ist, bringt zusätzlich noch den Vorteil mit sich, dass es sich um eine sehr einfache, Platz sparende Anordnung handelt, welche zusätzlich noch die Funktion einer Führung, insbesondere der Querführung des Mittelradsatzes erfüllt. Für diese Führung sind somit in vorteilhafter Weise keine zusätzlichen Funktionsbauteile - beispielsweise entsprechende Lenker, wie sie aus der US 4,679,507 bekannt sind - erforderlich.
Die Lenkerstangen-Drehhebel-Konfiguration ist vorzugsweise derart ausgebildet und angeordnet, dass sich ein Anlaufwinkel von weniger als 10° zwischen dem bezüglich der Gleiskurve äußeren Rad des jeweiligen Außenradsatzes und der Außenschiene der Gleiskurve einstellt. Dies lässt sich durch entsprechende Wahl der Länge der Lenkerstangen und Drehhebel sowie der Anordnung der Anlenk- bzw. Drehpunkte erzielen. Bevorzugt beträgt der Anlaufwinkel weniger als 5°. Weiter vorzugsweise beträgt der sich in Kurven einstellende Anlaufwinkel im wesentlichen 0°, sodass der Verschleiß des Radkranzes am Außenrad auf ein Minimum reduziert ist.
Die Kopplung von Radsatzlagergehausen kann sowohl einseitig als auch beidseitig, d. h. sowohl auf einer Fahrwerksseite als auch auf beiden Fahrwerksseiten erfolgen. Bei vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen Laufgestells ist vorgesehen, dass die Kopplungen der Radsatzlagergehause der einen Fahrwerksseite symmetrisch zur Längsachse des Schienenfahrzeugs auch bei den Radsatzlagergehausen der anderen Fahrwerksseite realisiert sind. Hierdurch wird ein besonders gutes Lenkungsverhalten unabhängig von der Orientierung der durchfahrenen Gleiskurve erzielt, die zu einer gleichmäßigen Abnutzung der Räder des jeweiligen Radsatzes führt.
Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Laufgestells ist eine - zumindest in der Neutralstellung bei geradem Gleis - schräg zur Längsrichtung angeordnete erste Lenkerstange zwischen einem ersten Gelenk am ersten Drehhebel und einem zweiten Gelenk am Radsatzlagergehause eines ersten Außenradsatzes vorgesehen. Die Schrägstellung der ersten Lenkerstange begünstigt in vorteilhafter Weise durch die damit erzielte gleisbogeneinwärts gerichtete Bewegungskomponente eine bezüglich des Gleisbogens radiale Ausrichtung des Außenradsatzes und damit die Reduktion des Anlaufwinkeis .
Ein bezüglich der Anlaufwinkelreduktion besonders günstiges Lenkverhalten ergibt sich bei Konstellationen, bei denen auf beiden Fahrwerksseiten eine entsprechend schräg gestellte erste Lenkerstange vorgesehen ist.
Der erste Drehhebel kann grundsätzlich beliebig gestaltet sein. Vorzugsweise ist er als Winkelhebel mit einem ersten und zweiten Arm und einer rahmenfesten Drehachse ausgebildet, da hiermit eine besonders einfach aufgebaute Konfiguration erzielt wird.
Der erste Arm ist dabei in der Neutralsteilung bevorzugt quer, weiter vorzugsweise senkrecht, zur Längsachse des Fahrzeugs ausgerichtet, um in Abhängigkeit von den Querbewegungen des Mittenradsatzes entsprechend große Stellbewegungen zu erzielen, welche eine die optimale Anpassung an eine weite Spanne von Gleiskrümmungen ermöglichen.
Der erste Drehhebel kann über ein an seinen zweiten Arm angeordnetes drittes Gelenk an einem beliebigen Punkt des zugehörigen Radsatzlagers des Mittelradsatzes verbunden sein. Bevorzugt ist der erste Drehhebel über ein an seinen zweiten Arm angeordnetes drittes Gelenk mit der ihm zugewandten Stirnseite des Radsatzlagers des Mittelradsatzes verbunden, da hierdurch eine besonders einfach zu fertigende und zu wartende Anordnung entsteht .
Eine besonders günstige Bewegungsübertragung ergibt sich im übrigen, wenn der Drehpunkt des ersten Drehhebels und der An- lenkpunkt des ersten Drehhebels am Radsatzlager des Mittelradsatzes auf einer in der NeutralStellung zur Längsrichtung des Fahrzeugs im wesentlichen parallelen Linie liegen. Hierzu kann der zweite Arm des als Winkelhebel ausgebildeten ersten Drehhebels beispielsweise in Neutralstellung im wesentlichen in Längsrichtung des Fahrzeugs gerichtet sein.
Bei bevorzugten, weil besonders einfach aufgebauten Varianten des erfindungsgemäßen Laufgestells ist vorgesehen, dass dem Radsatzlagergehause eines zweiten Außenradsatzes ein zweiter Drehhebel mit rahmenfester Drehachse zugeordnet ist. Dabei greift eine zum Radsatzlagergehause des zweiten Außenradsatzes führende zweite Lenkerstange an einem vierten Gelenk des zweiten Drehhebels an. Ein in der Neutralstellung bezüglich der Längsrichtung des Fahrzeugs jenseits der Drehachse angeordnetes fünftes Gelenk des zweiten Drehhebels ist mit einer dritten Lenkerstange verbunden, die zu einem Gelenk am ersten Drehhebel führt. Durch diese Konfiguration mit dem zweiten Drehhebel ist in einfacher Weise die gegenläufige Kopplung des ersten und zweiten Außenradsatzes realisiert.
Der zweite Drehhebel kann dabei beliebig gestaltet sein. Vorzugsweise ist er als einfacher geradliniger Hebel ausgebildet.
Die Position der Drehachse des zweiten Drehhebels zwischen dem vierten und fünften Gelenk kann je nach gewünschter bzw. erforderlicher Bewegungsübersetzung zwischen dem Radsatzlagergehause des Mittenradsatzes bzw. dem ersten Drehhebel und dem Radsatzlagergehause des zweiten Außenradsatzes gewählt sein. Bei bevorzugten Varianten weist der zweite Drehhebel eine zentrische Drehachse auf.
Die dritte Lenkerstange kann in beliebiger Weise am ersten Drehhebel angelenkt sein. Bevorzugt führt die dritte Lenkerstange in den Bereich des ersten Gelenkes am ersten Drehhebel, um eine besonders günstige Bewegungsübertragung zu erzielen. Bevorzugt führt die dritte Lenkerstange zum ersten Gelenk am ersten Drehhebel, um eine besonders einfache Gestaltung zu erreichen, da dann dort nur ein Gelenk zum Anlenken der ersten und dritten Lenkerstange erforderlich ist.
Weitere Vorteile der Erfindung liegen darin, dass im Inneren des Fahrwerks kein zusätzlicher Bauraum beansprucht wird und gleichzeitig auch der Mittelradsatz am Steuerungssystem beteiligt ist und somit alle drei Radsätze zur Steuerung bei Kurvenfahrt herangezogen werden. Weiterhin von Vorteil ist, dass an den Radsatzlagergehausen nur vorhandene Anschlusspunkte genutzt werden und nur relativ wenig Teile erforderlich sind.
Durch die aktive Mitwirkung des Mittelradsatzes am Steuerungs- system werden die der Steuerbewegung entgegenstehenden horizontalen Federauslenkkräfte der Radsatzfedern leichter überwunden und insbesondere bei kleineren Bogenradien, bei denen für die radiale Stellung größere horizontale Auslenkungen der Radsatzfedern erforderlich werden, wird die Ausrichtung der Radsatzwelle zur Bogenmitte verbessert .
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, welche auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt. . Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Laufwerks eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen selbstlenkenden, dreiachsigen Lauf- gestells .
Fig. 1 zeigt ein Laufwerk 1 eines erfindungsgemäßen dreiachsigen Laufgestells für ein Schienenfahrzeug. Dieses weist einen in der Fig. 1 nicht dargestellten, aus Längs- und Querträgern bestehenden Laufgestellrahmen auf .
An den Längsträgern sind die Radsatzlagergehause 2 bis 7 der drei Radsätze 8, 9, 10 über nicht dargestellte Federelemente befestigt, und zwar Radsatzlagergehause 2, 3 für den ersten Radsatz 8, der im folgenden als erster Außenradsatz bezeichnet wird, die Radsatzlagergehause 4, 5 für den zweiten Radsatz 9, der im folgenden als Mittelradsatz bezeichnet wird, und die Radsatzlagergehause 6, 7 für den dritten Radsatz 10, der im folgenden als zweiter Außenradsatz bezeichnet wird. Die Radsätze 8, 9, 10 umfassen Laufräder 11. Die Radsätze 8, 9, 10 können durch nicht dargestellte Antriebsmotoren, beispielsweise Tatzlager- oder Gestellmotoren angetrieben werden.
Die Radsatzlagergehause 2, 3, 6, 7 der beiden Außenradsätze 8, 10 sind unter anderem in Fahrtrichtung bzw. entgegengesetzt zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs beweglich, was durch Richtungspfeile xl, x2 angedeutet ist. Die Radsatzlagergeh use 4, 5 des Mittelradsatzes 9 sind unter anderem senkrecht zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs beweglich, was durch Richtungspfeile yl, y2 angedeutet ist.
Die Radsatzlagergehause 2, 3, 4, 5, 6, 7 sind jeweils nur auf derselben Fahrwerksseite über Lenkerstangen-Drehhebel-Konfigurationen gekoppelt .
Eine in der in Figur 1 dargestellten NeutralStellung schräg zur Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnete erste Lenkerstange 12 ist zwischen einem ersten Gelenk 13 eines ersten Drehhebels in Form eines Winkelhebels 14 und einem zweiten Gelenk 15 am Radsatzlagergehause 3 des ersten Außenradsatzes 8 angeordnet.
Der Winkelhebel 14 weist einen ersten Arm 14.1 und einen zweiten Arm 14.2 auf, welche im gezeigten Beispiel etwa dieselbe Länge aufweisen, bei anderen Varianten je nach gewünschter Bewegungsübersetzung aber auch unterschiedliche Längen aufweisen können.
Der erste Arm 14.1 ist in der dargestellten Neutralstellung im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet, während der zweite Arm 14.2 in dieser Stellung im wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist . Der Winkelhebel 14 hat eine rahmenfeste Drehachse 16 und ist über das dritte Gelenk 17 am Ende seines zweiten Armes 14.2 mit der ihm zugewandten Stirnseite des Radsatzlagers 5 des Mittelradsatzes 9 verbunden.
Dem Radsatzlagergehause 7 des zweiten Außenradsatzes 10 ist ein zweiter Drehhebel 18 mit rahmenfester, zentrischer Drehachse 19 zugeordnet, wobei die zum Radsatzlagergehause 7 des zweiten Außenradsatzes 10 führende zweite Lenkerstange 20 am vierten Gelenk 21 dieses zweiten Drehhebels 18 angreift und das fünfte Gelenk 22 dieses zweiten Drehhebels 18 mit einer dritten Lenkerstange 23 verbunden ist, die andererseits zum bereits erwähnten ersten Gelenk 13 des Winkelhebels 14 führt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Kopplungen der Radsatzlagergehause 3, 5, 7 der einen Fahrwerksseite symmetrisch zur Längsachse des Schienenfahrzeugs auch bei den Radsatzlagergehausen 2, 4, 6 der anderen Fahrwerksseite realisiert .
Eine schräg angeordnete erste Lenkerstange 24 ist zwischen einem ersten Gelenk 25 eines ersten Drehhebels in Form eines Winkelhebels 26 und ein zweites Gelenk 27 des Radsatzlagergehäuses 2 angeordnet .
Der Winkelhebel 26 hat eine rahmenfeste Drehachse 28 und ist über das dritte Gelenk 29 seines zweiten Arms mit der Stirnseite des Radsatzlagers 4 des Mittelradsatzes 9 verbunden.
Dem Radsatzlagergehause 6 des zweiten Außenradsatzes 10 ist ein zweiter Drehhebel 30 mit rahmenfester zentrischer Drehachse 31 zugeordnet, wobei die zum Radsatzlagergehause 6 führende zweite Lenkerstange 32 am vierten Gelenk 33 dieses zweiten Drehhebels 30 angreift und das fünfte Gelenk 34 dieses zweiten Drehhebels 30 mit einer dritten Lenkerstange 35 verbunden ist, die andererseits zum bereits erwähnten ersten Gelenk 25 des Winkel- hebeis 26 führt. Nachfolgend wird die Funktionsweise des selbstlenkenden, dreiachsigen Laufgestells 1 beschrieben.
Durch die Kopplung des Radsatzlagergehäuses 3des ersten Außenradsatzes 8 mit dem Radsatzlagergehause 5 des Mittelradsatzes 9 über die erste Lenkerstange 12 und den Winkelhebel 14 und die Kopplung des Radsatzlagergehäuses 7 des zweiten Außenradsatzes 10 mit dem Radsatzlagergehause 5 des Mittelradsatzes 9 über die zweite Lenkerstange 20, den zweiten Drehhebel 18, die dritte Lenkerstange 23 und den Winkelhebel 14 sowie der symmetrischen Anordnung auf der gegenüberliegenden Fahrwerksseite ergibt sich in Verbindung mit den in bzw. entgegengesetzt zur Fahrtrichtung (xl, x2) des Schienenfahrzeugs beweglichen Radsatzlagergehusen 2, 3, 6, 7 der Außenradsätze 8, 10 und den senkrecht zur Fahrrichtung (yl, y2) des Schienenfahrzeugs beweglichen Radsatzlagergehausen 4, 5 des Mittelradsatzes 9 eine gegenläufige Kopplung der Außenradsätze 8, 10 bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs .
Die gegenläufige Kopplung des ersten und zweiten Außenradsatzes 8 und 10 ergibt sich dabei in einfacher Weise durch die Gestaltung des zweiten Drehhebels 18, 30 mit dem vierten Gelenk 21, 33 und dem in der Neutralstellung bezüglich der Längsrichtung des Fahrzeugs jenseits der Drehachse 19, 31 angeordneten fünften Gelenk 22, 34.
Bewegt sich beispielsweise das Radsatzlagergehause 2 des ersten Außenradsatzes 8 in Richtung x2, so müssen sich zwangsläufig das Radsatzlagergehause 6 des zweiten Außenradsatzes 10 in Richtung xl und das Radsatzlagergehause 4 des Mittelradsatzes 9 in Richtung yl bewegen. Gleichzeitig bewegen sich das Radsatzlagergehause 3 des ersten Außenradsatzes 8 in Richtung x2, das Radsatzlagergehause 7 des zweiten Außenradsatzes 10 in Richtung x2 und das Radsatzlagergehause 5 des Mittelradsatzes 9 in Richtung yl .
Die Schrägstellung der ersten Lenkerstangen 12 bzw. 24 begünstigt dabei durch die damit erzielte gleisbogeneinwärts gerichtete Bewegungskomponente eine bezüglich des Gleisbogens radiale Ausrichtung des ersten Außenradsatzes 8 und damit die Reduktion des Anlaufwinkels zwischen dem Außenrad des Außenradsatzes 8 und der Außenschiene der Gleiskurve.
Die Komponenten der Anordnung, insbesondere die Drehhebel 14, 18 sowie 26, 30, die Lenkerstangen 12, 20, 23 sowie 24, 32, 35 und deren Gelenke sowie Drehachsen, sind so angeordnet und ausgebildet, dass sich über eine weite Spanne von Krümmungsradien des Gleises der erste Außenradsatz 8 und der zweite Außenradsatz 10 zumindest weitgehend radial zum gekrümmten Gleis einstellen. Mit anderen Worten ergibt sich ein Anlaufwinkel zwischen den Außenrädern der Außenradsätze 8, 10 und der Außenschiene der Gleiskurve von weniger als 5°. Über einen weiten Bereich von Krümmungsradien ist dieser Anlaufwinkel im wesentlichen gleich 0°.

Claims

Patentansprüche
Selbstlenkendes, dreiachsiges Laufgesteil insbesondere für ein Schienenfahrzeug, mit Radsätzen (8, 9, 10) und zugeordneten Radsatzlagergehausen (2, 3, 4, 5, 6, 7), wobei die Außenradsätze (8, 10) gegenläufig gekoppelt und in Längsrichtung beweglich sind und der Mittelradsatz (9) in Querrichtung beweglich und am Steuerungssystem beteiligt ist, und wobei die auf der einen Fahrwerksseite liegenden Radsatzlagergehause (2, 4, 6) und/oder die auf der anderen Fahrwerksseite liegenden Radsatzlagergehause (3, 5, 7) ausschließlich mit den auf derselben Fahrwerksseite liegenden Radsatzlagergehausen (2, 3, 4, 5, 6, 7) gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Radsatzlagergehause (2, 3, 4, 5, 6, 7) über eine Lenkerstangen-Drehhebel-Konfiguration mit einem mit dem zugehörigen Radsatzlagergehause (4, 5) des Mittelradsatzes (9) drehbeweglich verbundenen ersten Drehhebel (14, 26) gekoppelt sind.
Laufgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkerstangen-Drehhebel-Konfiguration derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sich ein Anlaufwinkel von weniger als 10°, vorzugsweise weniger als 5°, weiter vorzugsweise im wesentlichen 0°, zwischen dem äußeren Rad des jeweiligen Außenradsatzes und der Außenschiene einstellt .
Laufgesteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungen der Radsatzlagergehause (2, 4, 6) der einen Fahrwerksseite symmetrisch zur Längsachse des Schienenfahrzeugs auch bei den Radsatzlagergehausen (3, 5, 7) der anderen Fahrwerksseite realisiert sind.
4. Laufgestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine schräg zur Längsrichtung angeordnete erste Lenkerstange (12, 24) zwischen einem ersten Gelenk (13, 25) am ersten Drehhebel (14, 26) und einem zweiten Gelenk (15, 27) am
Radsatzlagergehause (3, 2) eines ersten Außenradsatzes (8) vorgesehen ist.
5. Laufgestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehhebel als Winkelhebel (14, 26) mit einem ersten und zweiten Arm und einer rahmenfesten Drehachse (16, 28) ausgebildet ist.
6. Laufgesteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehhebel über ein an seinen zweiten Arm angeordnetes drittes Gelenk (17, 29) mit der Stirnseite des Radsatzlagers (5, 4) des Mittelradsatzes (9) verbunden ist .
7. Laufgesteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Radsatzlagergehause (7, 6) eines zweiten Außenradsatzes (10) ein zweiter Drehhebel (18, 30) mit rahmenfester Drehachse (19, 31) zugeordnet ist, wobei eine zum Radsatzlagergehause (7, 6) des zweiten Außenradsatzes (10) führende zweite Lenkerstange (20, 32) an einem vierten Gelenk (21, 33) des zweiten Drehhebels (18, 30) angreift und ein jenseits der Drehachse (19, 31) angeordnetes fünftes Gelenk (22, 34) des zweiten Drehhebels (18, 30) mit einer dritten Lenkerstange (23, 35) verbunden ist, die zu einem Gelenk (13, 25) am ersten Drehhebel (14, 26) führt.
8. Laufgesteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Drehhebel (18, 30) eine zentrische Drehachse
(19, 31) aufweist. Laufgestell Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Lenkerstange (23, 35) zum ersten Gelenk (13, 25) am ersten Drehhebel (14, 26) führt.
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