WO2016030281A1 - Fahrwerk für ein schienenfahrzeug - Google Patents

Fahrwerk für ein schienenfahrzeug Download PDF

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suspension
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Klaus Paffrath
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Siemens Aktiengesellschaft
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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
    • B61F5/04—Bolster supports or mountings
    • B61F5/10—Bolster supports or mountings incorporating fluid springs

Definitions

  • the invention relates to a chassis for a rail vehicle, with a chassis frame having chassis longitudinal beams, and with a secondary suspension, which is fastened with its lower side to the chassis frame and with its upper side to a car body shell of the rail vehicle can be connected.
  • Such known trolleys are in particular commonly used for rails ⁇ passenger transport vehicles, wherein the secondary suspension contributes to providing a high driving comfort for passengers.
  • the used suspension competes with respect to their required space with other functional components in the chassis, for example, the chassis frame, in particular the chassis longitudinal beams, the braking devices, such as brake discs and brake calipers, and traction components, such as traction motors and transmissions.
  • the air springs are decentralized as one or two pairs of air springs completely or partially positioned above the chassis longitudinal beams.
  • a deflection movement of the chassis is made possible by an inner mobility of the bellows. Since the available height above the chassis is typically severely limited, in this arrangement, the chassis longitudinal beams are usually cranked, whereby the air springs are partially sunk between the wheels.
  • This design increases the minimum achievable center distance in the chassis. Especially this one Minimum center distance is a significant determinant of the weight of the chassis.
  • the present invention seeks to increase the available space with the lowest possible weight of the chassis.
  • the secondary suspension is formed by at least two hydropneumatic spring elements, each between a central pivot point of the vehicle against the Wagenkastenrohbau and an associated driving werkslangvage and to realize a symmetrical spring action in the transverse direction of Chassis are arranged.
  • hydro-pneumatic spring elements allows a larger space for brake and traction components than the known in the art air springs.
  • hydropneumatic spring elements are provided, which are arranged symmetrically with respect to the fulcrum in the transverse direction of the chassis. It can all ⁇ recently also more hydropneumatic spring elements come to a ⁇ set, then being to ensure each that in the transverse direction of the chassis a symmetrical spring action exists. The use of only two hydropneumatic springs However, elements makes it possible to have extra space for other components available.
  • the at least two hydropneumatic spring ⁇ elements can be connected directly to the Wagenkastenrohbau without the use of a carriage-side traverse.
  • the Einspa ⁇ Ren a traverse reduces the number of required components for attaching the chassis to Wagenkastenrohbau.
  • the at least two hydropneumatic spring elements may be arranged to the fulcrum at a distance which is clotting ger than the distance of the respective hydropneumatic spring element to its associated chassis longitudinal beam of the chassis frame.
  • Installation space is obtained when the at least two hydropneumati see spring elements are arranged immediately adjacent to the pivot point of the chassis.
  • the chassis frame may be formed in such a way that provided wheels each lie in the transverse direction of the vehicle on the outer sides of the chassis longitudinal beams. This leads to a weight-saving design of the chassis frame.
  • a chassis component such as a traction component for driving the chassis or a to the wheelset to ⁇ sammen fitde braking device can be arranged and fixed.
  • a gear or a drive motor is accommodated suitable on the chassis.
  • Brake calipers for wheel brake disks can be arranged in an installation space between wheels located on this side. This results in a space-saving favorable arrangement for the brake calipers.
  • the installation space can also be arranged above one of the chassis longitudinal beams and / or next to one of the chassis longitudinal beams.
  • FIG. 1 shows a top view of a chassis for a rail vehicle in a first embodiment
  • Figure 2 a top view of a chassis of a rail ⁇ nenhuss in a second embodiment
  • FIGS 1 and 2 respectively show embodiments of a chassis for a rail vehicle, which is equipped with a innenlie ⁇ ing chassis frame 1, which has a chassis longitudinal beam 2 on each side.
  • the chassis longitudinal beams 2 are connected to each other in the central region of the chassis frame 1 via a cross member 3 in the form of a traverse.
  • wheelset shafts 4 are mounted, projecting laterally from the chassis longitudinal beams 2 outwardly and wear wheels 5 at their ends.
  • a longitudinal entrainment between the chassis and a zugeordne ⁇ car body of a rail vehicle is realized in the usual way via a pivot which defines a pivot point 6 in the central region of the chassis frame 1 in the middle of the cross member 3.
  • the fulcrum 6 is immediately adjacent to each of its sides in the transverse direction of the chassis frame 1 each a hydropneumatic spring element 7 vorgese ⁇ hen.
  • the spring pair formed therefrom forms a Sekundärfede ⁇ tion of the chassis relative to the associated car body.
  • the hydropneumatic spring elements 7 are each inwardly of the respectively arrange ⁇ th chassis longitudinal beam 2, wherein the distance to the assigned Neten chassis longitudinal beam 2 is greater than the distance to the pivot point 6.
  • first installation spaces are provided which extends in each case from one of the hydropneumatic spring elements 7 in the direction of the associated chassis longitudinal beam 2 and beyond into the area between two wheels 5.
  • the second mounting will ⁇ cavities for housing a braking device used with calipers cooperating with 8 arranged on the wheel set shaft 4 brake discs.
  • the second installation is cavities between the bolster 3 and the axles on the UN terbringung a traction motor 10 and a gear 11 ge ⁇ uses over which the driving motor concerned 10 is connected with the driven axle. 4
  • brake calipers 12 are arranged, which are aligned in the middle of the chassis. These brake calipers 12 cooperate with brake discs 13 of the wheels 5 for braking the landing gear.
  • the hydropneumatic spring elements 7 are directly attached to the Querträ ⁇ ger 3. In addition, they are designed for unmit ⁇ attachable attachment to a bottom of a car body without using a traverse.
  • the spring elements 7 are not completely rigid, but connected with a gewis ⁇ sen flexibility to the car body to allow twisting of the spring elements 7 about the pivot point 6 and slight inclinations for longitudinal and transverse offsets. This connection can be implemented with the help of hard rubber bushes.
  • a turning out of the chassis is made possible by the transverse movement already existing game in bearing points of the hydropneumatic spring elements 7 on the cross member 3.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, mit einem Fahrwerksrahmen (1), der Fahrwerkslangträger (2) aufweist, und mit einer Sekundärfederung, die mit ihrer unteren Seite an dem Fahrwerksrahmen (1) befestigt und mit ihrer oberen Seite an einen Wagenkastenrohbau des Schienenfahrzeugs anschließbar ist, wobei die Sekundärfederung von wenigstens zwei hydropneumatischen Federelementen (7) gebildet ist, die jeweils zwischen einem zentralen angeordneten Drehpunkt (6) des Fahrwerks gegenüber dem Wagenkastenrohbau und einem zugeordneten Fahrwerkslangträger (2) sowie zum Verwirklichen einer symmetrischen Federwirkung in Querrichtung des Fahrwerks angeordnet sind.

Description

Beschreibung
Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, mit einem Fahrwerksrahmen, der Fahrwerkslangträger aufweist, und mit einer Sekundärfederung, die mit ihrer unteren Seite an dem Fahrwerksrahmen befestigt und mit ihrer oberen Seite an einen Wagenkastenrohbau des Schienenfahrzeugs anschließbar ist.
Solche bekannten Fahrwerke sind insbesondere bei Schienen¬ fahrzeugen zur Personenbeförderung allgemein gebräuchlich, wobei die Sekundärfederung zur Bereitstellung eines hohen Fahrkomforts für Fahrgäste beiträgt. Die zum Einsatz kommende Federung konkurriert bezüglich ihres benötigten Bauraumes mit anderen Funktionskomponenten im Fahrwerk, beispielsweise dem Fahrwerksrahmen, insbesondere den Fahrwerkslangträgern, den Bremseinrichtungen, wie Bremsscheiben und Bremszangen, sowie Traktionskomponenten, wie Fahrmotoren und Getriebe.
Um den hohen geforderten Fahrkomfort von im Personenverkehr eingesetzten Schienenfahrzeugen zu gewährleisten, werden in vielen aktuellen Schienenfahrzeugen als Sekundärfederung zwischen Fahrwerksrahmen und Wagenkastenrohbau Luftfedern eingesetzt. Hierbei sind zwei prinzipiell verschiedene Anordnungen voneinander zu unterscheiden.
Bei einer Ausführung werden die Luftfedern dezentral als ein oder zwei Luftfederpaare ganz oder teilweise oberhalb der Fahrwerkslangträger positioniert. Eine Auslenkbewegung des Fahrwerks wird hierbei durch eine innere Beweglichkeit der Luftfederbälge ermöglicht. Da die verfügbare Bauhöhe über dem Fahrwerk typischerweise stark eingeschränkt ist, werden bei dieser Anordnung die Fahrwerkslangträger üblicherweise gekröpft, wodurch die Luftfedern teilweise zwischen die Räder eingesenkt werden. Durch diese Ausführung vergrößert sich der minimal erreichbare Achsabstand im Fahrwerk. Gerade dieser minimale Achsabstand ist ein wesentlich bestimmender Faktor für das Gewicht des Fahrwerks.
Weniger gebräuchlich ist der Einsatz einer zentralen Luftfeder in Fahrwerksmitte . Ein Vorteil dieser Anordnung ist es, dass Bauraum im Bereich zwischen den Rädern oberhalb der Fahrwerkslangträger frei bleibt, der beispielsweise zur Unterbringung von Radbremszangen verwendbar ist. Die zentrale Luftfeder benötigt jedoch durch das notwendige Luftvolumen im Federbalg einen sehr großen Bauraum, der weitere Einbauten im Fahrwerk, wie beispielsweise Wellenbremsscheiben oder
Traktionskomponenten nur dann erlaubt, wenn das Fahrwerk über einen sehr großen Achsabstand verfügt.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei möglichst geringem Gewicht des Fahrwerks den verfügbaren Bauraum zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Fahrwerk da¬ durch gelöst, dass die Sekundärfederung von wenigstens zwei hydropneumatischen Federelementen gebildet ist, die jeweils zwischen einem zentralen angeordneten Drehpunkt des Fahrwer gegenüber dem Wagenkastenrohbau und einem zugeordneten Fahr werkslangträger sowie zum Verwirklichen einer symmetrischen Federwirkung in Querrichtung des Fahrwerks angeordnet sind.
Der Einsatz von hydropneumatischen Federelementen gestattet einen größeren Bauraum für Brems- und Traktionskomponenten als die im Stand der Technik bekannten Luftfedern.
Es ist bevorzugt, dass zwei hydropneumatische Federelemente vorgesehen sind, die bezüglich des Drehpunktes symmetrisch in Querrichtung des Fahrwerks angeordnet sind. Es können aller¬ dings auch weitere hydropneumatische Federelemente zum Ein¬ satz kommen, wobei dann jeweils zu gewährleisten ist, dass in Querrichtung des Fahrwerks eine symmetrische Federwirkung vorliegt. Der Einsatz von nur zwei hydropneumatischen Feder- elementen gestattet es jedoch, besonders viel Bauraum für weitere Komponenten verfügbar zu haben.
Bevorzugt sind die wenigstens zwei hydropneumatischen Feder¬ elemente ohne Einsatz einer wagenkastenseitigen Traverse unmittelbar an den Wagenkastenrohbau anschließbar. Das Einspa¬ ren einer Traverse vermindert die Anzahl erforderlicher Komponenten zur Anbindung des Fahrwerks am Wagenkastenrohbau.
Die wenigstens zwei hydropneumatischen Federelemente können zu dem Drehpunkt in einem Abstand angeordnet sein, der gerin ger als der Abstand des jeweiligen hydropneumatischen Federelements zu dem ihm zugeordneten Fahrwerkslangträger des Fahrwerkrahmens ist. Eine Verbesserung des verfügbaren
Bauraums ergibt sich, wenn die wenigstens zwei hydropneumati sehen Federelemente dem Drehpunkt des Fahrwerks unmittelbar benachbart angeordnet sind.
Der Fahrwerksrahmen kann derart inliegend ausgebildet sein dass vorgesehene Räder jeweils in Querrichtung des Fahrwer auf Außenseiten der Fahrwerkslangträger liegen. Dies führt einer gewichtssparenden Ausführung des Fahrwerksrahmens .
In einem Einbauraum zwischen einem zentral angeordneten Quer träger (Traverse) des Fahrwerkrahmens und einer Radsatzwelle kann eine Fahrwerkskomponente, wie eine Traktionskomponente zum Antrieb des Fahrwerks oder eine mit der Radsatzwelle zu¬ sammenwirkende Bremsvorrichtung angeordnet und befestigt sein. In dieser Weise wird beispielsweise ein Getriebe oder ein Fahrmotor geeignet am Fahrwerk untergebracht.
In einem Einbauraum zwischen auf dieser Seite gelegenen Rädern können Bremszangen für Radbremsscheiben angeordnet sein Dies ergibt eine platzsparende günstige Anordnung für die Bremszangen . Alternativ kann der Einbauraum auch oberhalb eines der Fahr- werkslangträger angeordnet sein und/oder neben einem der Fahrwerkslangträger .
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch näher erläutert, wobei funktionsgleiche Komponenten mit derselben Bezugsziffer bezeichnet sind. Es zeigen: eine Ansicht von oben auf ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug in einer ersten Ausführungsform und
Figur 2: eine Ansicht von oben auf ein Fahrwerk eines Schie¬ nenfahrzeugs in einer zweiten Ausführungsform
Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils Ausführungsformen eines Fahrwerks für ein Schienenfahrzeug, das mit einem innenlie¬ genden Fahrwerksrahmen 1 ausgestattet ist, der an jeder Seite einen Fahrwerkslangträger 2 aufweist. Die Fahrwerkslangträger 2 sind im zentralen Bereich des Fahrwerksrahmens 1 über einen Querträger 3 in Form einer Traverse miteinander verbunden. An jeweiligen Enden der Fahrwerkslangträger 2 sind Radsatzwellen 4 gelagert, die seitlich von den Fahrwerkslangträgern 2 aus nach außen vorstehen und an ihren Enden Räder 5 tragen.
Eine Längsmitnahme zwischen dem Fahrwerk und einem zugeordne¬ ten Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs ist in üblicher Weise über einen Drehzapfen verwirklicht, der im zentralen Bereich des Fahrwerkrahmens 1 in der Mitte des Querträgers 3 einen Drehpunkt 6 definiert. Dem Drehpunkt 6 unmittelbar benachbart ist auf jeder seiner Seiten in Querrichtung des Fahrwerksrahmens 1 jeweils ein hydropneumatisches Federelement 7 vorgese¬ hen. Das daraus gebildete Federpaar bildet eine Sekundärfede¬ rung des Fahrwerks gegenüber dem zugeordneten Wagenkasten. In Querrichtung des Fahrwerkrahmens 1 liegen die hydropneumati- schen Federelemente 7 jeweils einwärts des jeweils zugeordne¬ ten Fahrwerkslangträgers 2, wobei der Abstand zu dem zugeord- neten Fahrwerkslangträger 2 größer als der Abstand zu dem Drehpunkt 6 ist. Daraus ergibt sich, dass erste Einbauräume zur Verfügung gestellt werden, die sich jeweils von einem der hydropneumatischen Federelemente 7 aus in Richtung auf den zugeordneten Fahrwerkslangträger 2 und darüber hinaus bis in den Bereich zwischen zwei Rädern 5 erstreckt. Gleichzeitig ergeben sich 2 weitere Einbauräume jeweils zwischen dem Querträger 3 und einer der Radsatzwellen 4, die zur Unterbringung von Komponenten des Fahrwerks genutzt werden können.
Bei der Ausführungsform nach Figur 1 wird der zweite Einbau¬ räum zur Unterbringung einer Bremsvorrichtung genutzt, wobei Bremszangen 8 mit auf der Radsatzwelle 4 angeordneten Brems- Scheiben 9 zusammenwirken.
Bei der Ausführungsform nach Figur 2 wird der zweite Einbau- räum zwischen dem Querträger 3 und den Radsatzwellen zur Un- terbringung eines Fahrmotors 10 und eines Getriebes 11 ge¬ nutzt, über das der betreffende Fahrmotor 10 mit der ange- triebenen Radsatzwelle 4 verbunden ist.
Zur Unterbringung einer Bremsvorrichtung wird der erste Einbauraum zwischen zwei Rädern 5 auf einer Seite des Fahrwerks sowie teilweise über dem diesen Rädern 5 benachbarten Fahrwerkslangträger 2 benutzt. Dort werden Bremszangen 12 angeordnet, die in Fahrwerksquermitte ausgerichtet sind. Diese Bremszangen 12 wirken mit Bremsscheiben 13 der Räder 5 zum Abbremsen des Fahrwerks zusammen.
Die hydropneumatischen Federelemente 7 sind auf dem Querträ¬ ger 3 unmittelbar befestigt. Zudem sind sie für eine unmit¬ telbare Befestigung an einer Unterseite eines Wagenkastens ohne Verwendung einer Traverse ausgebildet. Dabei werden die Federelemente 7 nicht völlig starr, sondern mit einer gewis¬ sen Flexibilität an den Wagenkasten angebunden, um ein Verwinden der Federelemente 7 um den Drehpunkt 6 sowie leichte Schrägstellungen für Längs- und Querversätze zu ermöglichen. Diese Anbindung kann mit Hilfe von Hartgummibuchsen umgesetzt sein .
Ein Ausdrehen des Fahrwerks wird durch das für Querbewegungen ohnehin vorhandene Spiel in Lagerpunkten der hydropneumati- schen Federelemente 7 an dem Querträger 3 ermöglicht.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, mit einem Fahrwerksrah- men (1), der Fahrwerkslangträger (2) aufweist, und mit einer Sekundärfederung, die mit ihrer unteren Seite an dem Fahr- werksrahmen (1) befestigt und mit ihrer oberen Seite an einen Wagenkastenrohbau des Schienenfahrzeugs anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Sekundärfederung von wenigstens zwei hydropneumatischen Federelementen (7) gebildet ist, die jeweils zwischen einem zentralen angeordneten Drehpunkt (6) des Fahrwerks gegenüber dem Wagenkastenrohbau und einem zugeordneten Fahrwerkslangträger (2) sowie zum Verwirklichen einer symmetrischen Federwirkung in Querrichtung des Fahrwerks angeordnet sind.
2. Fahrwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei hydropneumatische Federelemente (7) vorgesehen sind, die bezüglich des Drehpunktes (6) symmetrisch in Querrichtung des Fahrwerks angeordnet sind.
3. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das die wenigstens zwei hydropneumatischen Federelemente (7) ohne Einsatz einer wagenkastenseitigen Traverse unmittelbar an den Wagenkastenrohbau anschließbar sind.
4. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das die wenigstens zwei hydropneumatischen Federelemente (7) zu dem Drehpunkt (6) in einem Abstand angeordnet sind, der geringer als der Abstand des jeweiligen hydropneumatischen Federelements (7) zu dem ihm zugeordneten Fahrwerkslangträger (2) des Fahrwerksrahmens (1) ist.
5. Fahrwerk nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das die wenigstens zwei hydropneumatischen Federelemente (7) dem Drehpunkt (6) unmittelbar benachbart angeordnet sind.
6. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Fahrwerksrahmen (1) derart innenliegend ausgebildet ist, dass vorgesehene Räder (5) jeweils in Querrichtung des Fahr- werks auf Außenseiten der Fahrwerkslangträger (2) liegen.
7. Fahrwerk nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem Einbauraum zwischen einem zentral angeordneten Querträger (3) des Fahrwerkrahmens (1) und einer Radsatzwelle (4) eine Komponente des Fahrwerks angeordnet und befestigt ist.
8. Fahrwerk nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem Einbauraum zwischen auf einer Seite des Fahrwerk gelegenen Rädern (5) Bremszangen (1) für Radbremsscheiben (13) angeordnet sind.
9. Fahrwerk nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Einbauraum oberhalb eines der Fahrwerkslangträger (2) angeordnet ist.
10. Fahrwerk nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Einbauraum seitlich neben einem der Fahrwerkslangträger (2) angeordnet ist.
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