CH616625A5

CH616625A5 - Device for guiding a bogie of a rail vehicle on the underframe of a wagon body

Info

Publication number: CH616625A5
Application number: CH144477A
Authority: CH
Inventors: Heinz Hennig; Ulrich Kayserling
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1976-02-07
Filing date: 1977-02-07
Publication date: 1980-04-15
Also published as: AU2201977A; CA1082522A; BR7700738A; DE2604769B2; BE851183A; ES455635A1; DE2604769C3; FI770381A; DE2604769A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Führung eines Schienenfahrzeug-Drehgestelles am Untergestell 10 des Wagenkastens, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist bereits eine Drehgestellführung bekannt, bei der der Drehgestellrahmen über eine in der lotrechten Fahrzeuglängsmittelebene liegende Mitnehmer-Gelenkstange mit dem Fahr-15 zeugaufbau gelenkig verbunden und das zwischen beiden Fahrzeugteilen mögliche Querspiel durch eine elastische Begrenzung begrenzt ist. Bei dem mit dieser Einrichtung versehenen Drehgestell wird auf dessen Rahmen die Wagenkastenlast direkt, also ohne Zwischenschaltung eines Wiegebalkens 20 durch halbtorusförmige Gasfederbälge übertragen, deren wulstförmige Ränder unterschiedlichen Durchmessers mittels je einer entsprechenden Felge mit dem Untergestell des Wagenkastens bzw. mit dem Drehgestellrahmen verbunden sind. Diese Drehgestellführung ist nur für das Durchfahren von 25 Kurven ausgelegt, wie sie bei Haupt-Bahnen üblich sind (DT-OS 2 144 157; B 61 f, 5/00).

Es ist auch bekannt, den möglichen Ausdrehwinkel zwischen Wagenkasten und dem mit einer Gasfederung nach der DT-PS 1 207 420, B 61 f, ausgerüsteten Drehgestell dadurch zu 30 vergrössern, dass dem Gasfederbalg eine sowohl in Fahrzeug-längs- als auch in -querrichtung elastisch frei verformbare Zusatzfederung zwischen den abzufedernden Teilen nachgeschaltet wird. Für eine solche Wiegefederung liegt nach dem derzeitigen Stand die Grenze bei etwa 60 m Krümmungshalbmes-35 ser des Gleises. In einigen innerstädtischen Streckennetzen kommen jedoch noch engere Kurvenradien vor (DT-AS I 605 102; B 60 g, 11/62).

Grössere Ausdrehwinkel lässt eine bekannte seitliche Wa-genkastenabstützung mittels Gleitplatten und unter diesen an-40 geordneten Stahlfedermitteln zu, bei der ein Gleitstückträger in einem öldichten Gehäuse eine Kulissenführung aufnimmt, in deren Nut ein dem Wagenkasten zugehöriger Gleitstein eingreift. Die einander zugekehrten Flanken von Kulissenführung und Gleitstein sind nach Radien gekrümmt, deren Mittel-45 punkte auf der Längsachse des Drehzapfens liegen. Der Gleitstückträger ist hier gegenüber dem Drehgestellrahmen noch mit Gleitplatten geführt; die Übertragung von Beschleuni-gungs- und Verzögerungskräften zwischen Aufbau und Drehgestell erfolgt durch einen in ein Querhaupt eintauchenden so Drehzapfen, wobei das Querhaupt durch ein Lenkerpaar gegenüber dem Drehgestellrahmen geführt ist (DT-PS 1 405 618; B 61 0-

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Führung eines gasgefederten Schienen-55 fahrzeug-Drehgestelles zu schaffen bzw. in Hinblick auf Leichtbau derart weiterzuentwickeln, dass sowohl der vielfach benötigte Raum in Drehgestellmitte weitestmöglich offen bleibt, als auch kleinste Krümmungsradien durchfahrbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die dem Patentanspruch 1 ent-60 nehmbaren Mittel gelöst, wodurch sich u.a. folgende Vorteile ergeben:

Der Anwendungsbereich der Gasfederung wird bei solchen Nahverkehrsmitteln, die besonders enge Kurven (beispielsweise unter 60 m Halbmesser) durchfahren sollen, er-65 heblich erweitert.

Der Raum zwischen den Radsatzwellen bzw. den Drehgestelllängsträgern bleibt weitestgehend frei, zumal ein infolge Raumbedarf, Gewicht und Kostenaufwand nachteiliges, das

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Fahrzeug quer durchdringendes Bauteil (z.B. ein- oder mehrteiliger Wiegebalken) nicht erforderlich ist.

Dennoch ermöglicht die erfindungsgemässe Einrichtung alle erforderlichen Relativbewegungen in lotrechter und in den waagerechten Richtungen zwischen Wagenkasten und 5 Drehgestell. Somit werden durch die Einrichtung alle erwünschten Funktionen einer Wiege erhalten, ohne jedoch deren bekannte Nachteile (Gewicht, Raumbedarf, Kosten, Unterhaltungsaufwand) in Kauf nehmen zu müssen.

Die niedrigen Eigenfrequenzen der Luftfederung in den io z- und y-Richtungen werden vorzugsweise durch nahezu reibungsfreie Führungselemente gewährleistet. Die üblichen,

stark reibungsbehafteten Gleitführungen entfallen beim Erfindungsgegenstand.

Antriebs- und Bremseinrichtungen und dgl. lassen sich 15 freizügig einbauen. Ein und dieselbe Einrichtung ist für Trieb-und Laufdrehgestelle in gleicher Weise geeignet.

Die weiteren Patentansprüche beinhalten zweckmässige Ausgestaltungen der Erfindung.

Sofern der Gasfederbalg unterhalb der Gleitplattenabstüt- 20 zung angeordnet wird, lässt sich die Einrichtung am leichtesten in vorhandene Drehgestellkonstruktionen einfügen.

Die inverse Bauweise, also mit oberhalb der Gleitplatten-abstützung liegendem Gasfederbalg, ermöglicht bei besonderen Anwendungsfällen eine extrem niedere Bauweise, wobei 25 der Gasfederbalg in eine Kammer im Untergestell ragt, das gegebenenfalls auch noch einen Zusatzbelüfter aufnimmt. Die Luftzufuhr erfolgt in diesem Falle schlauchlos. Das Gleitstück zur Kulissenführung ragt nur insoweit über den glatt durchgeführten Drehgestellangträger, wie es die erforderlichen freien 30 Spiele erfordern.

Sofern eine Kulissenführung mit nach unten offenem, U-förmigem Querschnitt angewandt wird, ist das in dieser kreisringartigen Rinne geführte Gleitstück besonders vor Staubablagerung und damit vor Verschleiss geschützt. 35

Das Gleitstück ist entweder aus selbstschmierendem abriebfestem Kunststoff oder es kann im Ölbad laufen, wobei die Ölwanne durch eine Labyrinthdichtung gegen Staubeinfall gesichert wird.

Die erfindungsgemässe Drehgestellmitnahme durch einen 40 nur auf Zug bzw. Druck beanspruchten Längslenker ist sehr leicht, raumsparend und keinem Verschleiss unterworfen. Be-schleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte werden durch das nachgiebige Gelenk stossgemildert übertragen. Die Ausbildung kardanischen Gelenkes als kugeliges Gummi-Metall-Verbindungsgelenk macht die Anlenkung völlig verschleiss-und reibungsfrei.

Auch die Führung des Gasfederträgers gegenüber dem ihn haltenden Fahrzeugteil durch als Gummi-Metall-Verbundkör- 50 per ausgebildete Längsführungsmittel ist verschleisslos und reibungsfrei. Die Querfedermittel gestatten dem Gasfederträger in Längsrichtung nur ein geringes, in Querrichtung hingegen das beabsichtigte Wiegenquerspiel; ihr geringer Einfluss auf die lotrechte Charakteristik des Gasfedermittels ist rechne- 55 risch erfassbar.

Durch die in verschiedenen gleichwertigen Varianten vorgeschlagene gegenständliche Ausbildung des Längsführungsmittels trägt die Erfindung den an der Nahtstelle zwischen Laufwerk und Aufbau immer Schwierigkeiten bereitenden be- 60 engten Raumverhältnissen besonders Rechnung. Je nach den besonderen Gegebenheiten des Einzelfalles ist das Längsführungsmittel in Form von Längs- oder Querlenkern zu den Gasfederträgern vorgesehen. Das Längsführungsmittel kann auch in dem den Gasfederträger abstützenden Tragteil ange- 65 ordnet sein. Dem Konstrukteur ist also auch in dieser Hinsicht eine grosse Freizügigkeit gewährt.

Durch Anwendung von mehr als zwei Gasfedermitteln

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und Kulissenführungen pro Drehgestell lässt sich die Einrichtung besonderen Anwendungsfällen anpassen.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung zum Teil schematisch dargestellt; es zeigen:

Fig. 1 die Anordnung der erfindungsgemässen Einrichtung zur Führung eines Drehgestelles in dessen Rahmen bzw. unter einem Wagenkasten sowie mit als Längslenker ausgebildeten Längsführungsmitteln in Draufsicht,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Einrichtung entsprechend II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 den Mittellängsschnitt durch die Einrichtung mit bei den Enden eines Längslenkers angeordneter Querspielbegrenzung,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Gasfederträger entsprechend IV-IV nach Fig. 1,

Fig. 5 die Draufsicht auf eine alternative Anordnung des Längsführungsmittels an Querlenkern zum Gasfederträger und

Fig. 6 und 7 eine weitere Alternative zum Längsführungsmittel, wobei dieses im Tragteil zum Gasfederbalg angeordnet ist.

Die Zeichnung zeigt die Anordnung der erfindungsgemässen Einrichtung in einem Drehgestell-Rahmen 7 bzw. unter dem Untergestell 2 des nicht weiter dargestellten Wagenkastens 2a eines Schienenfahrzeuges. Die Last des Wagenkastens wird über eine aus Kulissenführung 3 und Gleitstück 4 bestehende Gleitplatten-Abstützung 1 auf seitlich angeordnete Gasfederträger 11 und von hier über Gasfedermittel 5 auf den Rahmen 7 des Drehgestelles 17 übertragen. Der Gasfederträ-ger 11 ist gegenüber dem die fest abgestützte Felge 19 oder 18 tragenden Fahrzeugteil (Rahmen 7 oder Untergestell 2) mittels Längsführungsmittel 28 querschwingbar gehalten. Jeder Gasfederträger 11 ist hier über mindestens einen Lenker 6 mit dem Rahmen 7 gelenkig verbunden. Die verschleisslosen Gelenke 16 zwischen dem Lenker 6 und dem angrenzenden Fahrzeugteil 7 sind mit Gummi-Metall-Verbundkörpern ausgeführt, deren Charakteristik so gewählt ist, dass der Gasfederträger 11 waagerecht quer um das beabsichtigte Mass des Wiegenquerspieles q (beispielsweise ± 30 mm) gegen eine progressive Rückstellkraft schwingen kann. In Längsrichtung führen die Gelenke 16 den Gasfederträger 11 nahezu spiellos, wobei das lotrechte Spiel des Gasfedermittels 5 nur geringfügig beeinflusst wird.

Je Gasfederträger 11 ist mindestens ein längsliegender Lenker 6a vorgesehen. Der Einbau von zwei solchen Lenkern 6a pro Gasfederträger kann eine günstigere Beanspruchung der Gelenke 16 sowie der Lenker 6a ergeben.

Bei entsprechender Dimensionierung der Gummi-Metall-Verbundkörper können die dann schubsteif ausgebildeten Lenker 6b alternativ gemäss Fig. 5 auch querliegend eingebaut sein. Diese Variante kommt beispielsweise dann in Betracht, wenn ein extrem kurzer Radstand des Drehgestelles angestrebt wird, bzw. wenn der Gasfederträger 11 samt Gasfedermittel 5 und Lenker 6b dem Untergestell 2 zugehören.

Das Gelenk 26 ist hierbei vorzugsweise als Gummi-Metall-Schichtfeder ausgebildet, deren Nachgiebigkeit in y-Richtung durch die gewünschte Querfederungscharakteristik des Fahrzeuges bestimmt wird.

Das ebenfalls verschleisslose Gelenk 27 lässt lediglich Drehbewegungen des Lenkers 6b um eine der Fahrzeuglängsachse parallele Achse zu. Wegen der angestrebten Verschub-festigkeit des Lenkers 6b hat die Gummi-Metall-Verbundachse bei 27 eine verhältnismässig grosse Längserstreckung.

Zur Übertragung längsgerichterer Kräfte zwischen Drehgestell und Aufbau dient ein Längslenker 10, der beim ideellen Drehpunkt 20 zwischen Wagenkasten und Drehgestell mit diesem in einem Gummikugel-Gelenk 25 verbunden ist (Fig.

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1, 3). Wagenkastenseitig erfolgt der Anschluss des Lenkers 10 an das Untergestell 2 durch das hauptsächlich in beiden x-Richtungen nachgiebige Gummischeiben-Gelenk 24. Beide Gummi-Gelenke sind verschleisslos.

Ausserdem ist das Gelenk 25 mit einer bekannten Querspielbegrenzung (Seitenanschlag 9 und elastischer Puffer 13) zu einer baulichen Einheit zusammengefasst, was in Drehgestellmitte viel Platz, beispielsweise für die Unterbringung eines Motors 8 oder von ähnlichen Einrichtungen freilässt. Diese bauliche Einheit kann an dem Drehgestellrahmen oder alternativ an dem Motor oder dgl. angebracht sein.

Als Gasfedermittel 5 ist hier nur beispielsweise ein torus-förmiger Gasfederbalg 15 mit wulstförmigen Rändern unterschiedlichen Durchmessers dargestellt, wovon der engere über eine Felge 19 und ein Tragteil 12 auf dem Rahmen 7 des Drehgestelles 17 abgestützt wird, der weitere hingegen mittels einer Felge 18 an dem Gasfederträger 11 angeschlossen ist. Zweckmässigerweise dient als Tragteil 12 eine bekannte Not-und/oder Zusatzfeder (Fig. 2,4). Anstelle der gegenständlich dargestellten Gasfederung könnte auch eine an sich bekannte andere Gasfederung treten.

Zwischen dem Gasfederträger 11 und dem anderen Fahrzeugteil (Untergestell 2 oder Drehgestell 17) ist die Gleitplat-ten-Abstützung 1 zwischengeschaltet, die aus einem untenliegenden Gleitstück 4 und einer obenliegenden Kulissenführung

3 besteht, die im Querschnitt U-förmig mit beispielsweise nach unten weisenden Schenkeln ausgebildet ist (Fig. 1,2). Im Grundriss gesehen können wie bei dem zeichnerisch dargestellten Beispiel die Seitenflanken der Kulissenführung 3 und des zwischen den Flanken mit Gleitsitz geführten Gleitstückes

4 radial gekrümmt sein, wobei der Mittelpunkt der Krümmungsradien mit dem ideellen Drehpunkt 20 zwischen Wagenkasten 2a und Drehgestell 17 identisch ist. Die Kulissenführung 3 ist mit einer Gleitplatte 14 verbunden, die ihrerseits am Untergestell 2 angeschlossen wird.

Zur Verringerung von Reibung bzw. Abnutzung laufen Gleitstück 4 und Kulissenführung 3 in einem Ölbad 21, das sich in einer Ölwanne 22 befindet und das seitlich durch eine Labyrinthdichtung 23 gegen Eindringen von Verschmutzungen gesichert ist. Die Gleitplatte 14 erstreckt sich in Fahrtrichtung mindestens so weit, dass auch beim Verschwenken des Drehgestelles 17 gegenüber dem Wagenkasten 2a die Ölwanne 22 dachartig überdeckt ist.

Das ein- oder mehrteilige Gleitstück 4 kann alternativ aus selbstschmierendem verschleissfestem Kunststoff bestehen.

Gemäss dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung befindet sich das

Gasfedermittel 5 samt Gasfederträger 11 und Lenker 6 als Bestandteil des Drehgestelles 17 unterhalb der Gleitplatten-Abstützung 1. Diese Anordnung lässt sich besonders leicht in bereits vorhandene Fahrzeug- bzw. Drehgestell-Konstruktionen einfügen.

Für besondere Bedarfsfälle liegt jedoch auch die inverse Anordnung, wobei die soeben genannten Teile als Bestandteil des Wagenkastens 2a mit dem Untergestell 2 verbunden sind bzw. in dieses hineinragen, im Rahmen der Erfindung. Hierbei werden jedoch die Gleitplatten-Abstützung 1 sowie das Ölbad 21 unverändert in der vorstehend beschriebenen Lage angeordnet.

Nach dieser Alternative braucht der Drehgestellrahmen nicht durchgekröpft zu sein. Da dem Gasfederbalg 15 nur eine geringe waagerechte Verschiebbarkeit (entsprechend dem Wiegenquerspiel q) abverlangt wird, lässt sich der Balg in einer Tasche im Untergestell, die gegebenenfalls auch noch unter eine Gegensitzbank ragt, unterbringen. Ein eventueller Zusatzbehälter zur Gasfeder findet ebenfalls im Untergestell Platz.

Sofern eine besondere grosse Wagenkastenlast zu übertragen ist und/oder in Drehgestellmitte Einbauten (Maschinenanlage) erforderlich sind, können nach der Erfindung alternativ auch vier Gleitplatten-Abstützungen 1 pro Drehgestell eingebaut sein. Auch in diesem Falle weisen die Krümmungsradien der Kulissenführungen 3 und der Gleitstücke 4 zum ideellen Drehpunkt 20.

Nach einer Alternative der gegenständlichen Ausbildung des Längsführungsmittels 28 ist dieses, wie aus Fig. 6 und 7 ersichtlich, mit dem Tragteil 12 vereinigt. Danach trägt der Drehgestell-Rahmen 7 die im Ölbad 21 laufende Kulissenführung 3, in der das Gleitstück 4 geführt ist. Das Tragteil 12 besteht hier aus einer mit dem Gleitstück verbundenen Platte 29, auf der die eine der Felgen 19 oder 18 über einen zylindrischen Stützkörper 30 abgestützt ist. Innerhalb des Stützkörpers befindet sich eine Notabstützung 31, die aus einer elastischen Platte 32 sowie den mit Gleitsitz gegeneinander geführten Führungsteilen 33,34 besteht. Zwischen Führungsteil 33 und Stützkörper 30 sind elastische Segmente 35 derart eingespannt, dass sie in Fahrtrichtung auf Druck bzw. Zug, in Fahrzeugquerrichtung hingegen auf Scherung beansprucht sind. Das maximale Wiegenquerspiel q ist durch den Abstand einer Bohrung in der Platte 36 von dem Führungsteil 34 begrenzbar. Durch letztbeschriebene Ausgestaltung des Längsführungsmittels 28 kann auf Lenker 6 zur Führung der Gleitplatten-Ab-stützung 1, 11 verzichtet werden.

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2 Blätter Zeichnungen

Claims

616625 PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur Führung eines Schienenfahrzeug-Drehgestelles am Untergestell des Wagenkastens, wobei zwischen dem Untergestell und dem Rahmen des Drehgestelles beidseits jeweils Gasfedermittel vorgesehen sind, sowie zur Mitnahme des Drehgestelles am Untergestell zwischen diesem und dem Rahmen des Drehgestelles ein an seinen beiden Enden in Gummigelenken gelagerter Längslenker angeordnet ist, ferner das Querspiel zwischen Wagenkasten und Drehgestell mittels Seitenanschlag und elastischem Puffer begrenzbar ist, wobei ferner jedes Gasfedermittel als Gasfederbalg ausgebildet ist, dessen wulstförmige Ränder an je einer Felge angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Felgen (19 oder 18) direkt mit dem Rahmen (7) oder derrfUn-tergestell (2) und die andere der beiden Felgen (18 oder 19) indirekt über mindestens je einen Gasfederträger (11) pro Fahrzeugseite entweder mit dem Untergestell (2) oder dem Rahmen (7) verbunden ist, dass ferner auf der vom Gasfedermittel (5) abgewandten Seite des Gasfederträgers (11) eine aus Gleitstück (4) und Kulissenführung (3) gebildete Gleitplatten-Abstützung (1) sich befindet, und dass der Gasfederträger (11) gegenüber dem die fest abgestützte Felge (19 oder 18) tragenden Rahmen (7) oder dem Untergestell (2) durch Längsführungsmittel (28) quer- und senkrecht schwingbar gehalten ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsführungsmittel (28) aus an den Gelenken (16 oder 26,27) eingebauten elastischen Gummi-Metall-Verbund-körpern besteht, und dass diese Gelenke (16 oder 26,27) das eine Ende von Lenkern (6) mit dem Gasfederträger (11) verbinden, sowie das andere Lenkerende an den die fest abgestützte Felge (19 oder 18) tragenden Rahmen (7) oder Untergestell (2) angelenkt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasfederträger (11) samt Gasfedermittel (5) und Lenker (6) dem Drehgestell (17) zugehören.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasfederträger (11) samt Gasfedermittel (5) und Lenker (6) dem Untergestell (2) zugehören.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitplatten-Abstützung (1) aus einer im Querschnitt U-förmigen Kulissenführung (3) und einem ein- oder mehrteiligen in die Kulissenführung mit Gleitsitz eingepassten Gleitstück (4) gebildet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beidseitigen Schenkel der U-förmigen Kulissenführung (3) nach unten weisen.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitplatten-Abstützung (1) als im Ölbad (21) mit Öl-wanne (22) und Labyrinthdichtung (23) laufende ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitstück (4) aus einem selbstschmierenden Kunststoff gefertigt ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsführungsmittel (28) in Fahrtrichtung weisend angeordnet und beiderends in als Gummi-Metall-Verbund-körpern ausgebildeten Gelenken (16) angeschlossen ist.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasfederträger (11) durch beiderends in Gelenken (26, 27) angeschlossene, zur Querachse des Drehgestelles parallele Lenker (6b) geführt ist, und dass das Gelenk

(26) zwischen Gasfederträger (11) und Lenker (6b) als hauptsächlich eine in Richtung der Querachse des Drehgestelles nachgiebige Gummi-Metall-Schichtfeder und dass das Gelenk

(27) zwischen Lenker (6b) und anschliessendem Rahmen (7) oder Untergestell (2) als Bewegungen um eine zur Fahrtrichtung parallele Achse ermöglichende Gummi-Metall-Buchse ausgebildet ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Längsführungsmittel (28) durch zwischen Stützkörper (30) und Führungsteil (33 oder 34) eingespannte, im wesentlichen in Fahrtrichtung weisende elastische 5 Segmente (35) gebildet ist.