AT502306A1

AT502306A1 - Laufwerk für schienenfahrzeuge

Info

Publication number: AT502306A1
Application number: AT0117505A
Authority: AT
Original assignee: Evoinvent Ag
Priority date: 2005-07-13
Filing date: 2005-07-13
Publication date: 2007-02-15
Also published as: WO2007006528A1; CA2614985C; CA2614985A1; EP1901952A1; EP1901952B1; CN101247979B; US20080196618A1; ATE493312T1; DE502006008612D1; US7540242B2; CN101247979A

Description


  Die Erfindung betrifft ein Laufwerk für Schienenfahrzeuge mit wenigstens drei, in einem Drehgestellrahmen gelagerten Radsätzen und wenigstens einer eine Querverschiebung eines Endradsatzes ermöglichenden Lenkeinrichtung.
Bei Schienenfahrzeugen, bei denen die Radsätze im Laufwerksrahmen in Längsrichtung starr bzw.

   mit wenig Längsspiel parallel geführt werden, entstehen durch die parallele Stellung vornehmlich an den Endradsätzen durch Anlaufen der Aussenschiene in einem spitzen Anlaufwinkel erhöhte Querkräfte und erhöhter Verschleiss.
Bei zwei- oder mehrachsigen Laufwerken ist es bereits bekannt, die Endradsätze durch Verschiebung quer zur Fahrtrichtung mittels schräg zur Längsrichtung des Fahrzeuges angeordneten Längslenkern in eine annähernd radiale Stellung zu steuern, wobei das Ausdrehen der schräg angeordneten Längslenker eine Längsverschiebung der Radsatzlager erzeugt, die jeweils links und rechts gegenläufig ist.
Zur Entlastung der Schiene von Zusatzkräften, die sich aus der Zwängung des Laufwerkes zwischen der Innen- und Aussenschiene ergeben,

   ist ein bekanntes Laufwerk mit einem quer verschiebbaren Mittelradsatz ausgeführt.
Auch die Koppelung der Querbewegungen der mittleren Radsätze mit der Radeinstellung der Endradsätze über Gestänge ist bereits aus verschiedenen Anordnungen bekannt, die jedoch meist von Längskräften durch Zug- oder Bremskräfte des Schienenfahrzeuges derart beeinflusst werden, dass der Steuereffekt negativ beeinflusst wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein dreiachsiges Laufwerk für Schienenfahrzeuge zu schaffen, das eine Begrenzung der auf den verschobenen Endradsatz wirkenden Querkräfte erlaubt und welches zudem eine konstruktiv einfache und robuste Lösung darstellt.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Drehgestellrahmen in Längsrichtung gesehen mehrere Abschnitte aufweist,

   wobei wenigstens der in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges gesehen vorderste Abschnitt, in der der vorlaufende Radsatz angeordnet ist, horizontal schwenkbar mit einem zweiten, starren Abschnitt verbunden ist. Dadurch, dass die Querverschiebung des Endradsatzes nicht mehr wie beim Stand der Technik mit separaten Lenkern, sondern erfindungsgemäss direkt mittels eines schwenkbaren Abschnittes des Drehgestellrahmens erfolgt, wird eine äusserst robuste
57911 20/hn Ausführung erreicht, die eine Begrenzung der Querkraft auch bei Achslasten bis zu 250 kN sowie Fahrgeschwindigkeiten bis zu 230 km/h erlaubt.
Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Drehgestellrahmen drei Abschnitte, in denen jeweils ein Radsatz gelagert ist, auf,

   wobei der vordere Abschnitt mit dem vorlaufenden Radsatz und/oder der hintere Abschnitt mit dem nachlaufenden Radsatz horizontal schwenkbar mit dem mittleren starren Abschnitt verbunden ist bzw. sind.
Um das Verhältnis zwischen den im Wesentlichen quer zur Längsrichtung des Laufwerkes und den vertikal auf einen Radsatz wirkenden Kräften auf zulässigen Werten, vorzugsweise kleiner 1 :

  3, halten zu können, sieht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, dass die Lenkeinrichtung zum Querverschieben wenigstens eines Endradsatzes um mehr als 30 mm, vorzugsweise mehr als 50 mm, ausgebildet und angeordnet ist, wobei auch Querverschiebungen von 90 mm und mehr möglich und erwünscht wird.
Gemäss einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Lenkeinrichtung zwei Radsatzlenker auf, die von schwenkbaren Teilen des Drehgestellrahmens gebildet sind, wobei die im Wesentlichen parallelen Radsatzlenker, die in Bezug auf die Mittellängsachse des Drehgestellrahmens gegenüberliegend angeordnet sind, an ihrem einen Ende gelenkig mit dem starren Teil des Drehgestellrahmens verbunden sind und über eine vorzugsweise am gegenüberliegenden Ende angeordnete Führungsstange miteinander gekoppelt sind.

   Anders ausgedrückt, sind die in Längsrichtung des Laufwerkes angeordneten Teile des Drehrahmengestelles im vorderen und/oder hinteren Abschnitt des Drehrahmengestelles schwenkbar am mittleren starren Abschnitt des Drehgestellrahmens gelagert und bilden auf diese Weise zwei beidseits der Mittellängsachse des Laufwerks parallel angeordnete Radsatzlenker, wobei die Parallelität der beiden Radsatzlenker über eine die beiden Radsatzlenker miteinander koppelnde Führungsstange sichergestellt wird.

   Das heisst, der schwenkbare Abschnitt des Drehgestellrahmens wird als Parallelogramm quer zur Längsachse des Drehgestellrahmens verschoben.
Um dem erfindungsgemässen Drehgestellrahmen trotz der Schwenkbarkeit eines Abschnittes des Drehgestellrahmens die notwendige Stabilität zu verleihen, ist gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Radsatzlenker von der Seite betrachtet im Wesentlichen L-förmig ausgebildet sind und mit ihren vertikalen Schenkeln über wenigstens ein, vorzugsweise zwei Gelenk(e), vorzugsweise Gelenklager, räumlich bewegbar mit dem starren Teil des Drehgestellrahmens verbunden sind, wodurch der schwenkbare Abschnitt des Drehgestellrahmens nicht nur horizontal bewegbar ist,

   sondern auch vertikale Relativbewegungen zwischen dem schwenkbaren und dem starren Abschnitt des Drehgestellrahmens ausgeglichen werden können.
Um den an den Radsätzen infolge der Querverschiebung des Radsatzes auftretenden Verschleiss gering halten zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das seitliche Ausschwenken der Radsatzlenker, d.h.

   die Querverschiebung des schwenkbaren Abschnittes des Drehgestellrahmens, begrenzt wird, was gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel dann erreicht wird, wenn die Lenkeinrichtung eine Stellvorrichtung zum Ausrichten des horizontal schwenkbaren Abschnittes des Drehgestellrahmens in Längsrichtung des starren Drehgestellrahmenabschnittes aufweist.
Eine konstruktiv einfache Lösung ergibt sich dabei, wenn die Stellvorrichtung wenigstens zwei gegengleich wirkende, vorzugsweise hydraulische Stellzylinder aufweist, die jeweils einem Radsatzlenker zugeordnet sind und mit einem Ende an einem Radsatzlenker drehbeweglich gelagert sind und am gegenüberliegenden Ende mit dem starren Drehgestellrahmenabschnitt verbunden sind,

   vorzugsweise mit einem in den schwenkbaren vorderen Abschnitt des Drehgestellrahmens ragenden Halteelement des starren Drehgestellrahmenabschnittes.
Weisen dabei die über eine Versorgungsleitung wirkverbundenen Stellzylinder jeweils einen im Stellzylindergehäuse bewegbar angeordneten Innenzylinder sowie einen im Innenzylinder bewegbar gelagerten Kolben auf, dienen die Stellzylinder nicht nur als Begrenzungsvorrichtung für das seitliche Ausschwenken des schwenkbaren Abschnitts des Drehgestellrahmens, sondern ermöglichen zudem die Ausrichtung des Radsatzlenkerpaares in die exakten Längsrichtung des Drehgestellrahmens, insbesondere dann, wenn die beiden Kolben der beiden Stellzylinder mit einem vorzugsweise veränderbaren Systemdruck beaufschlagbar bzw.

   beaufschlagt sind.
Zu diesem Zweck sind gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung die Versorgungsleitungen mit einem Speicher, vorzugsweise einem Blasenspeicher, für das Druckmedium verbunden, wobei der Systemdruck über den Blasenspeicher und die Versorgungsleitungen weitgehend konstant gehalten wird.
Da über den an den Stellzylindern herrschenden Systemdruck das seitliche Ausschwenken der bewegbaren Rahmenteile einstellbar ist, ist es möglich, über den Systemdruck die auf den Radsatz wirkenden Querkräfte zu limitieren und in einem Bereich zu halten, in dem zum einen der auftretende Verschleiss möglichst gering ausfällt und zum anderen Schlingerbewegungen, die bei frei beweglichen Rahmenteilen des Drehgestellrahmens auftreten können, reduziert bzw.

   zur Gänze vermieden werden können.
Um den Verschleiss an den mechanischen Anschlägen zu minimieren, sieht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, dass der Innenzylinder und/oder der Kolben wenigstens eines Stellzylinders in einer oder beiden Endlagen mittels einer Dämpfvorrichtung gedämpft ist/sind, wobei es sich für eine wirksame Dämpfung der vertikalen, lateralen und longitudinalen Bewegungen des Radsatzes bzw.

   des Radsatzlagers als günstig herausgestellt hat, wenn die vorzugsweise hydraulische Dämpfeinrichtung in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeuges und/oder der Auslenkung des schwenkbaren Abschnittes des Drehgestellrahmens und/oder der Bewegungsrichtung des/der lnnenzylinder(s) einstellbar ist.
Zur Übertragung der Zug- und Bremskräfte der Radsätze auf den Drehgestellrahmen sieht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, dass wenigstens ein Radsatz des Laufwerkes über vorzugsweise zwei Zug-/Druckstangen mit dem starren Abschnitt des Drehgestellrahmens gekoppelt ist,

   wobei die Zug-/Druckstangen an ihrem einen Ende mit dem vorzugsweise als Träger für die Primärfedern ausgebildeten Achslagergehäuse und an ihrem anderen Ende mit dem starren Abschnitt des Drehgestellrahmens bewegbar verbunden sind.
Ist dabei der Abstand der Umlenkpunkte der Zug-/Druckstangen wenigstens an einem in einem schwenkbaren Abschnitt des Drehgestellrahmens angeordneten Radsatz grösser, als der Abstand der Umlenkpunkte der Zug-/Druckstangen am starren Abschnitt des Drehgestellrahmens, ergibt sich infolge der schrägen Anordnung der Zug-/Druckstangen ein Lenkwinkel, um den die bei Geradeausfahrt zur Längsachse des starren Abschnittes des Drehgestellrahmens normale Radsatzachse verschwenkt werden kann.

   Dabei hängt der Lenkwinkel vom Spreizwinkel, den die beiden schräg angeordneten Zug-/Druckstangen miteinander einschliessen, ab.
Um die Ungleichheit beim seitlichen Ausschwenken zwischen dem an sich losen Radsatz und dem mittels der Stellzylinder geführten schwenkbaren Rahmenteile des Drehgestellrahmens auszugleichen und damit zu verhindern, dass sich die zwischen dem Radsatz und den schwenkbaren Teilen des Drehgestellrahmens angeordneten Primärfedern zu stark verwinden bzw.

   verdrillen, sieht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, dass zwischen den Primärfedern des Radsatzes und den schwenkbaren Teilen des Drehgestellrahmens vorzugsweise plattenförmige Gleitelemente angeordnet sind, an denen sich die Primärfedern mit ihrem dem Träger gegenüberliegenden Ende abstützen, wobei eine konstruktiv besonders einfache Lösung dann erreicht wird, wenn die Gleitelemente bewegbar, vorzugsweise über einen Zapfen zentriert, an den schwenkbaren Teilen des Drehgestellrahmens angeordnet sind.
Zur Entlastung des Laufwerkes von den mittels den Zug-/Druckstangen von den Radsätzen auf das Laufwerk übertragenen Zug- und Bremskräften, ist gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass das Laufwerk mit dem Fahrzeugkasten des Schienenfahrzeuges über eine Vorrichtung zum Übertragen der Brems- und Zugkräfte verbunden ist,

   wobei die Vorrichtung ein erstes mit dem Fahrzeugkasten drehgelenkig verbundenes Anlenkelement und ein zweites mit dem Laufwerk, insbesondere mit dem starren Abschnitt des Drehgestellrahmens, drehgelenkig verbundenes Anlenkelement und ein die beiden Anlenkelemente verbindendes Verbindungselement aufweist, wobei eine möglichst geringe Radsatzentlastung dann erreicht wird, wenn die Vorrichtung zum Übertragen der Brems- und Zugkräfte in Bezug auf die Radsatzachsen tieferliegend angeordnet ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert.

   Darin zeigen:
Fig. 1a und 1b schematisch eine Ansicht und eine Draufsicht auf ein Schienenfahrzeug mit einem erfindungsgemässen Laufwerk, Fig. 2a bis 2c unterschiedliche Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemässen
Laufwerkes, Fig. 3a und 3b eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht auf ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Laufwerkes, Fig. 4a den schwenkbaren Abschnitt eines Drehgestellrahmens, bei dem der
Radsatz mit einer Lenkeinrichtung verbunden ist, Fig. 4b die Lage der Stellzylinder der Lenkeinrichtung bei seitlich verschwenktem
Abschnitt des Drehgestellrahmens, Fig. 5 einen schwenkbaren Abschnitt eines Drehgestellrahmens, bei dem der
Radsatz über Zug-/Druckstangen mit dem starren Abschnitt des
Drehgestellrahmens verbunden ist, und Fig.

   6 und 6a schematisch eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf ein erfindungsgemässen Laufwerk mit einer Vorrichtung zum Übertragen der
Brems- und Zugkräfte.
Die Fig. 1a und 1b zeigen schematisch ein Schienenfahrzeug 1 in Ansicht und Draufsicht, bei dem der Fahrzeugkasten 24 auf zwei erfindungsgemässen Laufwerken 20 gelagert ist. Jedes Laufwerk weist dabei drei Radsätze 3, 3' auf, die in einem Drehgestellrahmen angeordnet sind. Insbesondere aus Fig. 1b ist ersichtlich, dass die beiden Endradsätze 3' der Laufwerke 20 des Schienenfahrzeuges 1 ausgeschwenkt bzw. quer verschoben sind.
Die Fig. 2a bis 2c zeigen mehrere Anordnungsmöglichkeiten für Radsätze 3, 3' in einem erfindungsgemässen Laufwerk 20.

   Dabei ist in Fig. 2a nur der vordere Endradsatz 3' quer verschiebbar bzw. schwenkbar im Laufwerk 20 angeordnet, während bei Fig. 2b beide Endradsätze 3' quer verschiebbar bzw. schwenkbar am Drehgestellrahmen angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2c ist der vordere Endradsatz 3' wiederum quer verschiebbar im Laufwerk 20 angeordnet. Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2a und 2b wird der Radsatz 3' jedoch nicht verschwenkt. Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen befindet sich der Drehpunkt des Laufwerkes vertikal über dem mittleren starren Radsatz 3.
Die Fig. 3a und 3b sind Prinzipskizzen und zeigen in einer Ansicht und einer Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Laufwerkes 20.

   Das Laufwerk 20 weist einen Drehgestellrahmen 2, 2' auf, bei dem der in Fahrtrichtung F gesehen vorderste Abschnitt A horizontal schwenkbar mit dem zweiten starren Abschnitt B des Drehgestellrahmens 2, 2' verbunden ist. In diesem vorderen Abschnitt A sind beidseits der Mittellängsachse M des Drehgestellrahmens 2, 2' parallele Radsatzlenker 5, 5' angeordnet, die an ihrem einen Ende schwenkbar mit dem starren Abschnitt B des Drehgestellrahmens 2, 2' verbunden sind, während sie an ihren gegenüberliegenden Enden über eine Führungsstange 6 miteinander gekoppelt sind.

   Die von schwenkbaren Teilen des Drehgestellrahmens 2, 2' gebildeten Radsatzlenker 5, 5' sind von der Seite betrachtet im Wesentlichen L-förmig ausgebildet und mit ihren vertikalen Schenkeln 7, 7' über zwei Gelenke 8, 8', 9, 9', vorzugsweise Kugelgelenke, bewegbar mit dem starren Abschnitt B des Drehgestellrahmens 2, 2' verbunden. Dabei hat es sich als günstig herausgestellt, wenn das [phi][phi] obere Gelenk 8, 8' als starres Auflager in vertikaler Richtung und das untere Gelenk 9, 9' als Loslager in vertikaler Richtung ausgebildet ist.
Zumindest das Achslagergehäuse 19 des im schwenkbaren Abschnitt A des Drehgestellrahmens 2, 2' angeordneten Radsatzes 3' ist gleichzeitig als Träger für die Primärfedern 21 ausgebildet, wobei sich die Primärfedern 21 an dem am Träger gegenüberliegenden Ende an einem plattenförmigen Gleitelement 22 abstützen.

   Um die auf die infolge der unterschiedlichen radialen Auslenkung der Radsatzlenker 5, 5' und der Räder des Radsatzes 3' auf die Primärfedern 21 wirkenden Verwindungs-/Verdrillungskräfte zu minimieren, sind die plattenförmigen Gleitelemente 22 an den Radsatzlenkern 5, 5' über Zapfen 23 zentriert drehbar gelagert.
Zum Ausrichten des schwenkbaren Abschnittes A des Drehgestellrahmens 2, 2' in die exakte Längsrichtung L des starren Abschnittes B des Drehgestellrahmens 2, 2' ist eine Stellvorrichtung 10 angeordnet, die zwei gegeneinander wirkende Stellzylinder 11, 11' aufweist.

   Beide Stellzylinder 11, 11' sind an ihrem äusseren Ende drehgelenkig an den Radsatzlenkern 5, 5' gelagert und an ihren zueinander weisenden Enden vorzugsweise drehbar an einem starren Halteelement 12, das mit dem starren Abschnitt B des Drehgestellrahmens 2, 2' verbunden ist und in den schwenkbaren Abschnitt A des Drehgestellrahmens 2, 2' hineinragt, verbunden. Die Querverschiebung des schwenkbaren Abschnittes A des Drehgestellrahmens 2, 2' wird also über die Stellzylinder 11 , 11' begrenzt, wie dies unter Bezugnahme auf die Fig. 4a und 4b später erläutert wird.
Über Zug-/Druckstangen 18, 18' wird der Radsatz 3' des schwenkbaren Abschnittes A des Drehgestellrahmens 2, 2' in der Spur gehalten.

   Um dabei den Verschleiss bei Bogenfahrt zu minimieren, erfolgt die Anordnung der Zug-/Druckstangen 18 derart, dass die Zug-/ Druckstangen 18, 18' einen Spreizwinkel [alpha] einschliessen, wobei die Zug-/Druckstangen 18, 18' vom Radsatz 3' in Richtung des starren Abschnittes B des Drehgestellrahmens 2, 2' konisch verlaufen. Dabei sind die Zug-/Druckstangen 18, 18' am Achslagergehäuse 19 des Radsatzes 3' sowie am starren Abschnitt B des Drehgestellrahmens 2, 2' drehbar angeordnet, wobei die Lagerung der Zug-/Druckstangen 18, 18' am starren Abschnitt B des Drehgestellrahmens 2, 2' vorzugsweise über ein elastomeres Element erfolgt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4a und 4b wird die Funktionsweise der Stellvorrichtung 10 zum Ausrichten des schwenkbaren Abschnittes A des Drehgestellrahmens 2, 2' im Folgenden näher erläutert.

   Wie aus Fig. 4a ersichtlich, weisen die beiden Stellzylinder 11, 11' jeweils ein Zylindergehäuse 13, 13' sowie einen im Zylindergehäuse 13, 13' angeordneten Innenzylinder 14, 14' mit einem darin bewegbaren Kolben 15, 15' auf. Die beiden Stellzylinder 11, 11' sind über eine Versorgungsleitung 31 miteinander wirkverbunden, wobei die Kolben 15, 15' der beiden Innenzylinder 14, 14' über die Versorgungsleitung 31 mit Druck beaufschlagt werden. Damit dieser Druck konstant gehalten werden kann, steht die Versorgungsleitung 31 mit einem Blasenspeicher 16 in Verbindung.

   Das bedeutet, dass das an den Rädern des Radsatzes 3' auftretende Verhältnis zwischen der Querkraft und der Vertikalkraft limitiert wird, wobei das Kraftverhältnis variabel einstellbar ist, wenn der Systemdruck veränderbar ist.
Beide Endlager der Innenzylinder 14, 14' und der Zylinderkolben 15, 15' werden über hydraulische Dämpfeinrichtungen 17, 17' gedämpft, um einerseits den Verschleiss an den Stellzylindern 11, 11' gering zu halten und andererseits ruckartige Bewegungen beim Verschwenken der Radsatzlenker 5, 5' zu vermeiden. Dabei sind beide Stellzylinder 11, 11' mit hydraulischen Dämpfeinrichtungen 17, 17' in Form von Dämpfungskreisen ausgestattet, die die Bewegung der Innenzylinder 14, 14' bedampfen.

   Das Dämpfungsmass kann dabei abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder abhängig von der Schwenkrahmenauslenkung und/oder abhängig von der Bewegungsrichtung des Innenzylinders geregelt werden.
Wie aus Fig. 4a ersichtlich sind bei Geradeausfahrt, d.h. wenn die Radsatzlenker 5, 5' des schwenkbaren Abschnittes A des Drehgestellrahmens 2, 2' in Längsrichtung L des starren Abschnittes B des Drehgestellrahmens 2, 2' ausgerichtet sind, die beiden Innenzylinder 14, 14' vollständig eingefahren, d.h. sie befinden sich in den der Mittellängsachse M des Drehgestellrahmens 2, 2' zugewandten Endbereichen der Zylindergehäuse 13, 13'. Die Kolben 15, 15' hingegen sind ausgefahren und befinden sich in den aussenliegenden Endbereichen der Innenzylinder 14, 14'.
In Fig. 4b ist der schwenkbare Abschnitt A des Drehgestellrahmens 2, 2' nach rechts ausgeschwenkt.

   Aus Übersichtsgründen wurde auf die Darstellung der Versorgungsleitung 31 sowie der Dämpfvorrichtungen 17, 17' verzichtet. Aus der Figur ist ersichtlich, dass bei maximaler Auslenkung des schwenkbaren Abschnittes A im Stellzylinder 11 der Innenzylinder 14 im dem Radsatzlenker 5 zugeordneten Endbereich des Zylindergehäuses 13 steht und der Kolben 15 zur Gänze ausgefahren ist, d.h. er steht am dem Radsatzlenker 5 zugeordneten Ende des Innenzylinders 14 an. Beim gegenüberliegenden Stellzylinder 11' hingegen befindet sich der Innenzylinder 14 im dem Radsatzlenker 5' abgewandten Endbereich des Zylindergehäuses 13 und der Kolben 15' ist zur Gänze eingefahren, d.h. er steht auf dem dem Radsatzlenker 5' abgewandten Ende des Innenzylinders 14 an.
In Fig. 5 ist schematisch die Anlenkung des Radsatzes 3' über Zug-/Druckstangen 18, 18' dargestellt.

   Dabei zeigen die durchgezogenen Linien den schwenkbaren Abschnitt A des Drehgestellrahmens bei Geradeausfahrt, während die strichlierten Linien den vorderen Abschnitt des Drehgestellrahmens 2, 2' in ausgeschwenkter Position zeigen. Aus Übersichtsgründen wurde auf die Darstellung des Achslagergehäuses, an dem die Zug-/Druckstangen angeordnet sind, verzichtet.
Die unter dem Spreizwinkel [alpha] angeordneten Zug-/Druckstangen 18, 18' sind mittels eines elastomeren Elementes 30 am starren Abschnitt des Drehgestellrahmens 2, 2' drehbar gelagert. Beim Verschwenken des Radsatzlenkers 5 in die maximale Ausschwenkposition 5* wird der Radsatz 3' ebenfalls nach rechts verschoben, sodass der Umlenkpunkt U der Zug-/ Druckstange 18 aufgrund der drehbaren Lagerung derselben am starren Teil B des Drehgestellrahmens 2, 2' entlang einer Kreisbahn in seine Endlage U* bewegt wird.

   Dasselbe gilt selbstverständlich auch für den Umlenkpunkt der Zug-/Druckstange 18'. Aus der Verschiebung der Umlenkpunkte resultiert eine Verschwenkung der Radsatzachse des Radsatzes 3', wobei der Schwenkwinkel der Radsatzachse dem Lenkwinkel ss entspricht. Der Lenkwinkel ss hängt dabei vom Spreizwinkel [alpha], den die beiden Zug-/Druckstangen 18, 18' miteinander einschliessen, direkt proportional ab.
Beim erfindungsgemässen Laufwerk wird also die Querverschiebung des vorlaufenden Radsatzes 3' mittels des schwenkbaren Abschnittes A des Drehgestellrahmens 2, 2' ermöglicht, wobei der vorlaufende Radsatz 3' nicht aktiv gesteuert wird, sondern durch eine Stellvorrichtung 10 in der Spur gehalten wird, um definierte Spurführungskräfte zu übernehmen und übermässiges Schlingern zu vermeiden.

   Zur Reduzierung des Verschleisses an den Rändern des vorlaufenden Radsatzes 3' ist das erfindungsgemässe Laufwerk 20 weiters über konisch angeordnete Zug-/Druckstangen 18, 18' mit dem starren Abschnitt B des Drehgestellrahmens 2, 2' verbunden, was die Festlegung eines Lenkwinkels ss erlaubt. Es wird also beim erfindungsgemässen Laufwerk 20 sowohl ein zulässiger Bereich für die Querverschiebung des schwenkbaren Abschnittes A des Drehgestellrahmens 2, 2' als auch ein zulässiger Bereich für die Auslenkung des vorlaufenden Radsatzes 3' festgelegt.
In den Fig. 6a und 6b ist schematisch in einer Ansicht und einer Draufsicht ein erfindungsgemässes Laufwerk 20 mit einer Vorrichtung 25 zum Übertragen der Brems- und '    [Phi]  [Phi] [Phi] *<[phi]>[Phi][Phi] [Phi] [Phi] [Phi][Phi][Phi] [Phi][Phi][Phi][Phi]
10
Zugkräfte vom Laufwerk 20 auf den Fahrzeugkasten 24 dargestellt.

   Die Vorrichtung 25 weist ein erstes Anlenkelement 26, ein zweites Anlenkelement 27 und ein die beiden Anlenkelemente 26, 27 verbindendes Verbindungselement 28 auf und ist in Bezug auf die Radsatzachsen 29, 29' tiefer liegend angeordnet. Dabei ist das erste Anlenkelement 26 mit dem Fahrzeugkasten 24 um eine vertikale Achse Z horizontal drehbar gelagert. Das zweite Anlenkelement 27 ist jochförmig ausgebildet und mit dem starren Abschnitt B des Drehgestellrahmens 2, 2' um eine horizontale Achse Y drehbar gelagert. Das Verbindungselement 28 weist zwei Lenker auf, die in einer Ebene schräg zueinander angeordnet sind und einerseits mit dem zweiten Anlenkelement 27 um eine vertikale Achse X und andererseits mit dem ersten Anlenkelement 26 über Kugelgelenke V, V drehbar verbunden sind.

   Der Winkel y, den die beiden Lenker des Verbindungselementes 28 miteinander einschliessen und der ungleich Null ist, stellt sicher, dass die radiale Ausrichtung des starren Abschnittes B des Drehgestellrahmens 2, 2' von der lateralen Relativbewegung zwischen dem starren Drehgestellrahmenabschnitt B und dem Fahrzeugkasten 24 beeinflussbar ist.
Derselbe Effekt könnte auch dann erreicht werden, wenn das erste und das zweite Anlenkelement sowie das Verbindungselement in horizontalen Ebenen zueinander verschwenkbar sind und das erste und/oder das zweite Anlenkelement mit dem Laufwerk bzw.

   dem Fahrzeugkasten über ein Kugelgelenk drehgelenkig verbunden ist/sind.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Schienenfahrzeugen mit mehreren in einem Drehgestellrahmen gelagerten Radsätzen und einer eine Querverschiebung eines Endradsatzes ermöglichenden Lenkeinrichtung sind selbstverständlich nicht in einschränkendem Sinne zu verstehen, sonder eben nur einzelne Beispiele von zahlreichen Möglichkeiten den Erfindungsgedanken einer Lenkeinrichtung für ein Schienenfahrzeug mit einem 3-achsigen Laufwerk zu realisieren, bei dem die Lenkeinrichtung schwenkbare Drehgestellrahmenteile umfasst.
Innsbruck, am 12. Juli 2005
Für die Anmelderin: Die Vertreter:
 <EMI ID=10.1> 
. iof.rtser Tprqg ephan Hofinger

Claims

1. Laufwerk für Schienenfahrzeuge mit wenigstens drei, in einem Drehgestellrahmen gelagerten Radsätzen und wenigstens einer eine Querverschiebung eines Endradsatzes ermöglichenden Lenkeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehgestellrahmen (2, 2') in Längsrichtung gesehen mehrere Abschnitte (A, B) aufweist, wobei wenigstens der in Fahrtrichtung gesehen vorderste Abschnitt (A), in der der vorlaufende Radsatz (3') angeordnet ist, horizontal schwenkbar mit einem zweiten, starren Abschnitt (B) verbunden ist.

1 Patentansprüche

2. Laufwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Drehgestellrahmen (2, 2') drei Abschnitte (A, B, A'), in denen jeweils ein Radsatz (3', 3, 3') gelagert ist, aufweist, wobei der vordere Abschnitt (A) mit dem vorlaufenden Radsatz (3') und/oder der hintere Abschnitt (A') mit dem nachlaufenden Radsatz (3') horizontal schwenkbar mit dem mittleren, starren Abschnitt (B) verbunden ist bzw. sind.

3. Laufwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkeinrichtung (4) zum Querverschieben wenigstens eines Endradsatzes (3') um mehr als 30 mm, vorzugsweise mehr als 50 mm, ausgebildet und angeordnet ist.

4. Laufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lenkeinrichtung (4) zwei Radsatzlenker (5, 5') aufweist, die von schwenkbaren Teilen des Drehgestellrahmens (2, 2') gebildet sind.

5. Laufwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen parallelen Radsatzlenker (5, 5'), die in Bezug auf die Mittellängsachse (M) des Drehgestellrahmens (2, 2') gegenüberliegend angeordnet sind, an ihrem einen Ende gelenkig mit dem starren Abschnitt (B) des Drehgestellrahmens (2, 2') verbunden sind und über eine vorzugsweise am gegenüberliegenden Ende angeordnete Führungsstange (6) miteinander gekoppelt sind.

6. Laufwerk nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Radsatzlenker (5, 5') von der Seite betrachtet im Wesentlichen L-förmig ausgebildet sind und mit ihren vertikalen Schenkeln (7, 7') über wenigstens ein, vorzugsweise zwei Gelenk(e) (8, 8', 9, 9'), vorzugsweise Gelenklager, räumlich bewegbar mit dem starren Abschnitt (B) des Drehgestellrahmens (2, 2') verbunden sind.

57911 20/hn

7. Laufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkeinrichtung (4) eine Stellvorrichtung (10) zum Ausrichten des horizontal schwenkbaren Abschnittes (A, A') des Drehgestellrahmens (2, 2') in Längsrichtung (L) des starren Drehgestellrahmenabschnittes (B) aufweist.

8. Laufwerk nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (10) wenigstens zwei gegengleich wirkende, vorzugsweise hydraulische Stellzylinder (11, 11') aufweist, die jeweils einem Radsatzlenker (5, 5') zugeordnet sind.

9. Laufwerk nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei gegeneinander wirkenden Stellzylinder (11, 11') jeweils mit einem Ende an einem Radsatzlenker (5, 5') drehbeweglich gelagert sind und mit ihren gegenüberliegenden Ende mit dem starren Drehgestellrahmenabschnitt (B) verbunden sind, vorzugsweise mit einem in den schwenkbaren Abschnitt (A, A') des Drehgestellrahmens (2, 2') ragenden Halteelement (12) des starren Drehgestellrahmenabschnittes (B).

10. Laufwerk nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden über eine Versorgungsleitung (31) wirkverbundenen Stellzylinder (11, 11') jeweils einen in einem Stellzylindergehäuse (13, 13') bewegbar angeordneten Innenzylinder (14, 14') sowie einen im Innenzylinder (14, 14') bewegbar gelagerten Kolben (15, 15') aufweisen, wobei die Kolben (15, 15') der beiden Stellzylinder (11, 11') mit einem vorzugsweise veränderbaren Systemdruck beaufschlagbar bzw. beaufschlagt sind.

11. Laufwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung(en) (31) mit einem Speicher (16), vorzugsweise einem Blasenspeicher, für ein Druckmedium verbunden ist/sind.

12. Laufwerk nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenzylinder (14, 14') und/oder der Kolben (15, 15') wenigstens eines Stellzylinders (11, 11') in einer oder beiden Endlagen mittels einer Dämpfvorrichtung (17, 17') gedämpft ist/sind. [phi] [phi] . t [phi] [phi] [phi] [phi] [phi] [phi] [phi][phi][phi][phi] [phi][phi][phi][phi]

13. Laufwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise hydraulische Dämpfeinrichtung (17, 17') in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeuges (1) und/oder der Auslenkung des schwenkbaren Abschnittes (A, A') des Drehgestellrahmens (2, 2') und/oder der Bewegungsrichtung des/der lnnenzylinder(s) (14, 14') einstellbar ist.

14. Laufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Radsatz (3', 3) des Laufwerkes (20) über vorzugsweise zwei Zug-/ Druckstangen (18, 18') mit dem starren Abschnitt (B) des Drehgestellrahmens (2, 2') gekoppelt ist.

15. Laufwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug-/Druckstangen (18, 18') an ihrem einen Ende mit dem vorzugsweise als Träger für die Primärfedern (21) ausgebildeten Achslagergehäuse (19) und an ihrem anderen Ende mit dem starren Abschnitt (B) des Drehgestellrahmens (2) bewegbar verbunden sind.

16. Laufwerk nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) der Umlenkpunkte der Zug-/Druckstangen (18, 18') wenigstens an einem in einem schwenkbaren Abschnitt (A, A') des Drehgestellrahmens (2, 2') angeordneten Radsatz (3') grösser ist, als der Abstand (b) der Umlenkpunkte der Zug-/Druckstangen (18, 18') am starren Abschnitt (B) des Drehgestellrahmens (2).

17. Laufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Primärfedern (21) des Radsatzes (3') und den Radsatzlenkern (5, 5') vorzugsweise plattenförmige Gleitelemente (22) angeordnet sind, an denen sich die Primärfedern (21) mit ihrem dem Träger gegenüberliegenden Ende abstützen.

18. Laufwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitelemente (22) bewegbar, vorzugsweise über einen Zapfen (23) zentriert, an den Radsatzlenkern (5, 5') angeordnet sind.

19. Laufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufwerk (20) mit dem Fahrzeugkasten (24) des Schienenfahrzeuges (1) über eine Vorrichtung (25) zum Übertragen der Brems- und Zugkräfte verbunden ist, wobei die Vorrichtung (25) ein erstes mit dem Fahrzeugkasten (24) drehgelenkig verbundenes Anlenkelement (26) und ein zweites mit dem Laufwerk (20), insbesondere mit dem starren Abschnitt (B) des Drehgestellrahmens (2, 2'), drehgelenkig verbundenes Anlenkelement (27) und ein die beiden Anlenkelemente (26, 27) verbindendes Verbindungselement (28) aufweist.

20. Laufwerk nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (25) zum Übertragen der Brems- und Zugkräfte in Bezug auf die Radsatzachsen (29, 29') tieferliegend angeordnet ist.

Innsbruck, am 12. Juli 2005

Für die Anmelderin: Die Vertreter:

Pate Dr.D»ÄEn.<>Mag!* Dr. Di K^mg. tanwäUe tlbert Hofinger Jul N. Torgg'.er sfrhan H[upsilon]f W