DE1455092C - Drehzapfenloses Drehgestell fur elektrische Triebfahrzeuge - Google Patents

Description

50

Es ist bereits bekannt, die Anlenkung des Drehgestelles von Triebfahrzeugen am Wagenkasten so vorzunehmen, daß eine senkrechte Durchfederung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell stattfinden kann. Das Drehgestell kann sich bei einer solchen Anordnung gegenüber dem Wagenuntergestell um eine vertikale Achse drehen. Die Längs- bzw. Zugkräfte sowie die Führungskräfte können dabei vom Drehgestell auf den Wagenkasten übertragen werden. Zur Übertragung des Gewichtes des Wagenkastens auf das Drehgestell ist meist eine Wiege in Drehgestellmitte angeordnet. Die Längskräfte, also die Zugkräfte, werden bei Triebfahrzeugen meist starr bzw. hartelastisch vom Drehgestell auf den Wagenkasten übertragen, falls die Drehgestelle nicht mit einer Zugeinrichtung versehen und durch Deichseln miteinander verbunden sind. Die Führungskräfte bzw. Querkräfte, die in ihrer Größe von der Elastizität der Anlenkung abhängig sind, werden im allgemeinen über eine stark progressive Querfederung geleitet. Die Anlenkung muß außerdem die Forderung erfüllen, daß der Drehgestellrahmen gegenüber dem Wagenkastenuntergestell sich in allen Ebenen winkelig bewegen kann, d. h. Nick- und Wankbewegungen ausführen kann.

Für ein einmotoriges Drehgestell, bei welchem der Antriebsmotor in der Mitte des Drehgestells angeordnet ist, sind zur Einhaltung einer niedrigen Fußbodenhöhe des Fahrzeuges wiegen- und drehzapfenlose Anlenkungen des Drehgestelles am Wagenkasten bekanntgeworden. Besonders niedrige Bauhöhen lassen sich durch drehkranzlose Konstruktionen erreichen.

Solche Konstruktionen sind bekanntgeworden durch die schweizerische Patentschrift 261 798, bei der die Übertragung der Zugkräfte durch zwei Lenkerstäbe geschieht, die mit dem Wagenkasten und Drehgestell ein Trapez bilden. Der Nachteil dieser Anordnung der Anlenkung liegt darin, daß das Drehgestell bei zur Fahrtrichtung paralleler Querbewegung eine Drehung erfährt, wodurch die Spurkränze der Räder an die Schiene anschlagen und ein einwandfreier Lauf der Räder auf der Schiene nicht mehr gewährleistet ist. Ein weiterer Nachteil ist, daß zur Führung der Querbewegung Federn dienen, die mit den Lenkern keine Baueinheit bilden und als zusätzliche Teile seitlich am Drehgestell angeordnet sind.

Weiterhin sind durch die deutschen Auslegeschriften 1094 288 und 1152 438 (Fig. 5) Konstruktionen von Anlenkungen des Drehgestelles an dem Wagenkasten bekannt, die zwar eine parallele Querbewegung des Drehgestelles ohne Drehung des Drehgestelles zulassen, bei denen jedoch eine Führung der Querbewegung und das Auftreten von Rückstellkräften nicht möglich sind. Dies ist wegen der damit gegebenen Gefahr von unkontrollierten Querbewegungen des Drehgestelles nachteilig.

Durch die deutsche Auslegeschrift I 149 039 ist ferner eine Lenkeranordnung bekannt, die schon eine Führung der. Querbewegung des Drehgestelles gewährleistet, da aber die Lenkerstäbe an zwei verschiedenen, sich gegenüberliegenden Seiten des Drehgestelles angreifen, hat auch diese Lenkeranordnung den Nachteil, daß sie keine Baueinheit darstellt. Außerdem ist durch die zweiseitige Lenkerstabanordnung die Drehbewegiichkeit des Drehgestelles in nachteiliger Weise stark begrenzt.

Dem in Anspruch 1 angegebenen Gegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, zur Schaffung eines großen Raumes für die Unterbringung eines leistungsstarken Antriebsmotors innerhalb des Drehgestelles sämtliche Teile, die der Ermöglichung von Dreh- und Querbewegungen des Drehgestelles dienen, außerhalb der Drehgestellmitte anzuordnen und mit der Anlenkung des Drehgestelles an dem Wagenkasten zu einer Baueinheit zusammenzufassen, wobei eine zur Fahrtrichtung parallele Querbewegung des Drehgestelles unter Gewährleistung sowohl einer einwandfreien Führung der Querbewegung durch Schaffung von Rückstcllkräften als auch eines einwandfreien ungestörten Laufes der Räder auf den Schienen ermöglicht werden soll.

Diese Aufgabe wird bei dem im Anspruch 1 angegebenen Gegenstand dadurch gelöst, daß ein dreieckförmiger Traversenlenker vorgesehen ist, der mit seiner Grundseite einmal über mehrere Gummifedern,

die eine Führung des Drehgestelles bei einer zur Fahrtrichtung parallelen Querbewegung gewährleisten, elastisch und ferner durch ein in der Mittelachse des Fahrzeuges angeordnetes radial hartelastisch ausgebildetes und eine kardanische Beweglichkeit zulassendes Gelenk direkt mit einem Querträger des Wagenkastens verbunden ist und weiter dadurch, daß der Traversenlenker mit seiner der Grundseite gegenüberliegenden Spitze am Drehgestell über ein Gelenk, das eine Drehbeweglichkeit um seine verti- xo kale Achse aufweist und eine sphärische Beweglichkeit zuläßt, angreift.

Durch eine vertikale Abstützung, die auf beiden Seiten in Drehgestellmitte angeordnet ist, wird das Gewicht des Wagenkastens gleichmäßig auf die Radsätze verteilt, und die bei einer Verdrehung des Drehgestells um eine vertikale Achse auftretenden Verschiebungen werden durch eine besondere Hängependelkonstruktion aufgenommen. Die Abstützung muß möglichst weit von der Fahrzeuglängsachse entfernt sein und im gleichen Abstand von den Radachsen des Drehgestelles eingreifen. Die Pendelaufhängung weist den Vorteil auf, daß beim Auslenken des Drehgestelles Rückstellkräfte entstehen, die bestrebt sind, das Drehgestell in die Geradeausfahrstellung zurückzudrehen. Dadurch, daß der durch das Gelenk zwischen dem Drehgestell und dem Traversenlenker gegebene Drehpunkt außerhalb der Drehgestellmitte in Richtung der Fahrzeuglängsachse nach der Fahrzeugmitte zu angeordnet ist, ergibt sich beim Einlaufin Kurven infolge des großen Abstandes der vorlaufenden Achse zum Drehpunkt der große Vorteil, daß die Einlaufstöße wesentlich reduziert werden und daß durch den kleinen Abstand zur nachlaufenden Achse eine gute Seitenführung gegeben ist. Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Traversenanlenkung mit den Gelenken zwischen dem Traversenlenker und dem Drehgestell bzw. dem Querträger des Wagenkastens sowie den Gummifedern und den Angriffspunkten der Stoßdämpfer eine Baueinheit darstellt, die raumsparend an dem Querträger des Wagenkastens angebracht werden kann. Für die Verbindung des Gelenkes des Traversenlenkers am Drehgestellrahmen ergeben sich besonders günstige Raumverhältnisse bei einmotorigen Drehgestellen, bei denen der Antriebsmotor in der Mitte des Drehgestelles angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel des Drehgestelles gemäß der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. In der

F i g. 1 ist das Drehgestell in einer Ansicht und in der

F i g. 2 in einer Draufsicht gezeigt. Die

Fig. 3 und4 zeigen das Drehgestell schematisch in seiner Wirkungsweise in einer perspektivischen Darstellung und im Grundriß, während in den

F i g. 5 und 6 die Wirkung der Seitenfederung bzw. das Drehgestell im ausgelenkten Zustand bei Kurvenfahrt des Triebfahrzeuges im Grundriß gezeigt ist.

In der Zeichnung ist mit 1 das Drehgestell und mit 2 der Wagenkasten bezeichnet. Der Wagenkasten ist gegenüber dem Drehgestellrahmen auf außenliegende Federn 8 abgestützt und mittels einer Hängependelkonstruktion 9 und 10 in vertikaler Richtung angelenkt. Beim Auslenken des Drehgestelles, z. B.

beim Durchfahren einer Kurve, dreht sich das Drehgestell gegenüber dem Wagenkasten um den durch ein Gelenk 13 gegebenen Drehpunkt. Die Verschiebung des Drehgestellrahmens gegenüber dem Wagenkasten erfolgt auf einem Kreisbogen um den durch das Gelenk 13 gegebenen Drehpunkt. Die Verschiebung des Drehgestelles wird durch die beiden Federn 8 aufgenommen. Die Hängependelkonstruktionen 9 und 10 am Drehgestellrahmen einerseits und am Wagenkasten andererseits sind als sphärische Kugelgelenke ausgebildet und damit verschleißlos und wartungsfrei. Der Wagenkasten weist eine ebene durchgehende Grundfläche auf, an die ein Querträger? zur Aufnahme der vom Drehgestell übertragenen Kräfte angebracht ist. Mit 3 ist der der Anlenkung des Drehgestelles am Wagenkasten dienende dreieckförmig ausgebildete Traversenlenker bezeichnet. An dem Traversenlenker sind an dem in Fahrzeugmitte liegenden Ende und an der dem Querträger? des Wagenkastens zugewandten Seite in Fahrzeugmitte die Gelenke 13 bzw. 23 angeordnet. Diese Gelenke sind sphärisch beweglich und als Gummigelenke ausgebildet. Sie weisen in radialer Richtung eine harte Elastizität auf, so daß eine hartelastische Übertragung der Längskräfte ermöglicht ist. Durch die sphärische Beweglichkeit der Gelenke 13 und .23 können diese bei einer vertikalen Beweglichkeit sowie beim Schwanken und Nicken des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestell kardanisch ausgelenkt werden.

Die Drehbewegung des Drehgestelles gegenüber dem Wagenkasten erfolgt praktisch nur um das Gelenk 13 zwischen dem Drehgestell und dem Traversenlenker 3. Das Gelenk 13 ist daher so ausgebildet, daß außer der kardanischen Beweglichkeit eine große drehelastische Beweglichkeit gegeben ist.

Um eine elastische Queranlenkung des Drehgestellrahmens gegenüber dem Wagenkasten zu erreichen, muß das Gelenk in Querrichtung federnd nachgeben können.' Aus diesem Grunde ist der Traversenlenker 3 zwischen den'Gelenken 13 und 23 dreieckförmig ausgebildet. ' Die zur Fahrzeugmittelachse senkrecht angeordnete Seite des dreieckförmigen Traversenlenkers ist außer mit dem Gelenk 23 noch durch Gummifedern 4 mit dem Wagenkasten verbunden. Zur Dämpfung von Schlagen dienen Stoßdämpfer 5. Bewegt sich das Gelenk 13 in Querrichtung, also senkrecht zur Fahrzeugmittelachse, dreht sich der Traversenlenker 3 um das Gelenk 23, und die Gummifedern 4 des Traversenlenkers werden in Richtung der Fahrzeuglängsachse zusammengedrückt bzw. entspannt. Die auf Druck bzw. auf Zug beanspruchten Gummifedern 4 sind so ausgebildet, daß sich eine progressive Querelastizität für die Anlenkung des Drehgestells am Wagenkasten ergibt. Da bei einer senkrechten Durchfederung des Wagenkastens gegenüber dem Drehgestellrahmen der Traversenlenker 3 um die durch das Gelenk 23 verlaufende horizontale Querachse ausgelenkt wird, müssen die Gummifedern 4 auch eine kardanische Beweglichkeit aufweisen. Die an den Außenpunkten 6 des Traversenlenkers 3 in Längsrichtung des Triebfahrzeuges angeordneten Stoßdämpfer 5 dienen der Dämpfung der Querelastizität des Gelenkes 13.

Für die Ansprüche 2 bis 4 wird Schutz nur in Verbindung mit dem Anspruch 1 beansprucht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Drehzapfenloses Drehgestell für elektrische Triebfahrzeuge, bei dem die Übertragung der Zugkräfte zum Wagenkasten mittel:; Lenker geschieht und an dem der Wagenkasten mittels einer Pendelfederung schwenkbar eingehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein dreieckförmiger Traversenlenker (3) vorgesehen ist, der mit seiner Grundseite einmal über mehrere Gummifedern (4), die eine Führung des Drehgestelles bei einer zur Fahrtrichtung parallelen Querbewegung gewährleisten, elastisch und ferner durch ein in der Mittelachse des Fahrzeuges angeordnetes radial hartelastisch ausgebildetes und eine kardanische Beweglichkeit zulassendes Gelenk (23) direkt mit einem Querträger (7) des Wagenkastens verbunden ist und weiter dadurch, daß der Traversenlenker (3) mit seiner der Grundseite gegenüberliegenden Spitze am Drehgestell über ein Gelenk (13), das eine Drehbeweglichkeit um seine vertikale Achse aufweist und eine sphärische Beweglichkeit zuläßt, angreift.

2. Drehzapfenloses Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Verbindung des Traversenlenkers (3) mit dem Querträger (7) des Wagenkastens dienenden Gummifedern (4) mit stark progressiver .Federcharakteristik ausgebildet sind.

3. Drehzapfenloses Drehgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das der Verbindung von Drehgestell und Traversenlenker (3) dienende Gelenk (13) als Gummigelenk ausgebildet ist, das außer einer sphärischen Beweglichkeit eine Drehbewegiichkeit um die vertikale Achse zuläßt.

4. Drehzapfenloses Drehgestell nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkungen für die Hängependelkonstruktionen (9 und 10) der Federn (8) am Wagenkasten bzw. am Drehgestellrahmen als sphäiische Kugelgelenke ausgebildet sind.