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Drehgestell für schnellfahrende Schienenfahrzeuge, insbesondere Reisezugwagen
Die Erfindung betrifft ein Drehgestell für schnellfahrende Sohienenfahrzeuge, insbesondere
Reisezugwagen, dessen Radsätze durch Lenker geführt sind und das mit einer Wiege
zur Abstützung Land Führung des Wagenkastens ausgerüstet ist. Es ist allgemein bekannt,
daß es zur Erzielung guter Laufeigenschaften eines Drehgestells erforderlich
ist, die Radsätze längssteif sowie prallet und winklig zueinander im Drehgestellrahmen
zu führen und daß durch vorteilhafterweise zur Anwendung kommende Federblattachslenker
diese Wirkung erreicht werden kann. Es ist ferner bekannt, durch seithohe Abstützung
des Wagenkastens auf den Drehgestellen in Verbindung mit einer Anlenkungl der Wiege
am Drehgestellrahmen durch Wiegenlängslenker unter Ausnützung des Reib-. moments
der Gleitstücke eine Streckung des Sinuelaufes zu errsi-cnen. Es ist auch bekannt,
durch Anordnung der Wiegenlängslän=ker etwa in Höhe des Drehgestellnckpoles die
Übertragung von Zucksohwingungen auf den Wagenkasten zu vermeiden. Ferner ist bekannt,
durch Aufhängung der Wiege an langen Pendeln eine geringe Eigenfrequenz des Wagens
für Schlingern zu erreichen und damit überkritisches Fahren sicherzustellen. Es
sind mehrere Drehgestellkonstruktionen bekannt, bei denen eine oder mehrere der
vorgenannten Maßnahmen verwirklicht worden sind.
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So wurde bereits ein Drehgestell vorgeschlagen, bei dem die
Radsätze durch zu beiden Seiten jedes Achslagers angeordnete F'ederblattachslenker
in Quer" und längsriahtung
starr gegenüber dem Drehgestellrahmen
geführt werden und
die Wiege am Drehgestellrahmen
durch Längslenker enge-
lenkt ist. Die Wagenkastenabstützung
erfolgt bei diesem
Drehgestell in üblicher Weise über eine Drehpfanne.
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Die Anordnung von zwei Federblattachslenkern
je Achslager ist mit sehr hohem Aufwand für die Fertigung und Unterhal-
tung
des Drehgestells verbunden, insbesondere deshalb, weil
der Federblattachslenker
ein verhältnismäßig teures Bauteil darstellt. Ferner beteiligt
sich jeweils einer der beiden
Achslenker je Achslager nur in geringem
Maß an der Übertra-gung von Querkräften und kann keine Längskräfte
übernehmen,
da er in Längsrichtung nachgiebig am Drehgestellrahmen
be-
festigt werden muß. Der Wiegenlängslenker dieses Drehgestells
ist
sehr hochliegend angeordnet, so daß die Übertragung von
Zuckschwingungen
nur durch Anwendung von sehr weichen Gummielementen für die Lagerung
des Wiegenlängslenkers unterbunden
werden kann. Die weiche Lagerung
der Wiegenlängslenker ge-
nügt für dieses Drehgestell, eil die Abstützung
des Wagenkastens über die Drehpfanne erfolgt, womit nur ein geringes
Reibmoment
erzeugt und auf eine zusätzliche Streckung des
Sinuslaufes verzichtet wird.
Die eventuell vorhandenen seit-
lichen Gleitstücke dienen nur zur Stabilisierung
des Wagen-
kastens gegen Kippen. Diese Art der Abstützung hat ferner
den
Nachteil, daß die in ihrer Mitte durch die Drehpfannenabstützung
belastete Wiege ein großes vertikales Biegemoment
aufzunehmen hat, weshalb
für die Wiege ein größerer Materialeinsatz erforderlich ist. Diese weiche
Lagerung würde bei
voller- Abstützung- des Wagenkastens auf den seitlichen
Gleitsticken einen Hauptvorteil des xiegenlängslenkers zunichte
machen,
nämlich die Übertragung auch sehr kleiner Drehbewe-
gungen des Drehgestells
im Gleis auf die Wiege, damit das
Reibmoment der Wagenkastenabstützung
wirksam werden kann.
Es ist auch eine Drehgestellausführung
bekannt, bei der die Radsätze durch im Ölbad laufende zylindrische Führungshülsen,
die als Lenker wirken, mit geringem Spiel gegenüber dem Dreligestellrahmen geführt
werden und die Wiegenaufhängung durch die Konstruktion einiger vorgenannter Merkmale
gekennzeichnet ist, nämlich die Aufhängung der Wiege an langen Wiegenpendeln und
die Anlenkung der Wiege im Drehgestellrahmen durch tiefliegende Wiegenlängelenker.
Die Vertikalkräfte, hervorgerufen durch die Absützung des Wagenkastensq werden
bei diesem Drehgestell durch eine Drehpfanne mit Reibbelag auf die Wiege übertragen.
Dieser Drehgestellausführung haftet der Langel an, daß die Achsführung nicht wartungs-
und verschleiLfrei ist, da aufeinander gleitende Führungshülsen und ein Ölbad vorhanden
sind. Durch Verschleiß an diesen Führungshülsen vergrößert sich das Spiel in der
Radsatzführung, wodurch zwangsläufig eine Verschlechterung der horizontalen Laufeigenschaften
eintritt. Die Fertigung dieser Aohsführung ist sehr aufwendigt da es notwendig ist'
vier Führungselemente je Radsatz genauestens zueinander auszurichteng um ein Verklemmen
der Achsführung zu vermeiden. Andererseits müssen geringe Spiele im Neuzustand sichergestellt
deins um eine einwandfreie Funktion her Achsführung während einer längeren Betriebszeit
zu gewährleisten. Als weiterer Mangel ist die Wagenkastenabstützung dieses Drehgestells
über eine Dreh-pfanne mit Reibbelag anzusehen. Die Reibkräfte in der Dreh-
pfanne
müssen sehr groß sein, da sie an einen kleinen Hebel-
arm
wirken. Dementsprechend groß muß auch: der Verschleiß der
Reibpaarung
sein. Ferner wird durch die Ubertragung der Vertikalkräfte
in Wiegenmitte der Wiegenträger durch ein sehr
hohes Biegemoment
beansprucht und muß naher sehr kräftig
dinensionie rt worden.
Zweck
und Aufgabe der Erfindung ist es, ein Drehgestell für schnellfahrende Schienenfahrzeuge,
insbesondere fur Reise -zugwagen zu entwickeln, mit Geschwindigkeiten um 16o km/h
und darüber, das unter Vermeidung der Mängel bekannter Drehgestellausführungen verbesserte
Laufeigenschaften in Fahrzeugquer- und -längsrichtung während einer längeren
Einsatszeit
des Fahrzeuges gewährleistet, einen möglichst
einfachen Aufbau und
geringes Gewicht aufweist und weit-gehend wartungsfrei ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Kombination im
einzelnen an sich bekannter Merkmale gelöst. Durch die
längssteife
Führung und die Unhaltung der parallelen und wintcligen Stellung der Radsätze im
Drehgestellrahmen mittels einseitiger Federblattachslenker, deren Enden
an der Achs-
buchse einerseits und am Drehgestellrahmen andererseits eingespannt
sind, wird in bekannter Weise eine Vergrößerung
der Sinuswellenlänge
beim Lauf des Drehgestells im Gleis
erreicht, die dank der Verschleißfreiheit
der Imker und ihrer Einspannung auch über eine längere Einsatzzeit ohne
irgendwelche
Wartung erhalten bleibt. Diese vorteilhafte
Wirkung wird noch unterstützt
durch die Abstützung des Wagenkastens auf den seitlichen Gleitstücken in Verbindung
mit den steifen Wiegenlängelenkern. Das Reibmoment der
seitlichen
Gleitstücke widersetzt sich der Drehung des
Drehgestells um die Drehzapfenachse
und bewirkt ebenfalls eine Streckung der Sinuswellenlänge
des Drehgestells, da
die in Längsrichtung starren Wie genlängslenker
selbst
kleine Drehbewegungen des Drehgestells nur frei einer
Relativbewegung zwischen den Gleitstücken an der Wiege einerseits
und an Wagenkasten andererseits zulassen. Die bei
Anordnung
Ton #iegenlängslenkern erfahrungsgemäß zu erwar-
tende Übertragung
Ton Zuokschwingungen in Fahrzeuglänge -riobtung, die durch
Drehgestell-fieksohwingungen verursacht werden' wird in an sich bekannter
Weise dadurch ver.
mieden, daß die Wiegenlängslenker
etwa in Höhe des Drehgestellnickpols angeordnet sind. Die seitliche
Abstützung des
Wagenkastens hat neben der vorteilhaften Wirkung
auf die
Streckung des Sinuslaufes des Drehgestells auch eine
günstige
Spannungsverteilung in der Wiege zur Folge, so daß
die Wiege
schwächer dimensioniert, d. h. leichter gebaut
werden kann. Die vorteilhafte
Wirkung der längssteifen Achsführung mittels einseitiger Federblattachslenker
und
der seitlichen Abstützung für die Verbesserung der horizon-
talen
Iaufeigenschaften wird mit der Anordnung von langen,
gelenkig gelagerten
Wiegenpendeln erst vollwirksam.
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In weiterer Ausbildung der ,Frfindung.wird durch eine
Schneidenlageruüg
an beiden .Pendelenden und die@starre Ver-
bindung der
Wiegenfedertröge durch biegesteife Träger im
Gegensatt zur Ausbildung der
unteren Pendelenden mit Sohakenlagerung erreicht, daß bei der Querauslenkung
der Wiege
die Wiegenfedertröge ihre horizontale Inge
beibehalten und damit die Wiegenfedersä,tze nicht zusätzlich durch
Neigung ihrer Auflageflächen zueinander verformt werden. Damit
wird
eine geringe Rüokstellkraf t und geringe Eigenfrequenz
der
wiegen querbewegung erzielt, so daß die Resonanzgesohwindigkeit
sehr niedrig liegt und das Fahrzeug im normalen Bereich
der Fahrgeschwindigkeiten überkritisch läuft.
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Darüber hinaus können auch Wi®genquerlenker vorgesehen wer-
den,
die: eineraeite mit der Wiege und andererseits mit den
Federtrögen;.$e,cenkig
oder bei Verwendung von Federblättern als Wiegenquerlenker
fest verbunden sind..Die bei Queraus -lenkung@ der Wiege auftretenden
Rückstellkrätte werden damit
nicht mehr.duroh-die Wiegenfedereätze
sondern durch die
Querlenker übertragen. Die Wie-g®nfedern worden-weniger
bean$prucht und können leichter ausgebildet werden. Im übri-
gen können
zur Begrenzung des äeitlioben Wiegenausechlagen elastische Anaohlagteile
an Drehgeetellrahmen amgebracht
Die Erfindung soll nachstehend
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung
zeigen:
Fig. 1: ein Drehgestell gemäß des Erfindung in der Seiten-
ansicht
schematisch dargestellt,
Fig. 2: einen Teil des Drehgestells nach Fig.
1 im der
Draufsicht,
Fig. 3: einen Schnitt in der Linie
A-A nach Rig. 1,
Fig. 4: einen Schnitt in der Linie B-B
nach Fig. 1.
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Das Drehgestell gemäß Fig. 1 ist mit quer- und längssteifen
Federblattachslenkern 1 ausgerüstet, die einerseits an den
Achslagern
2 der Radsätze 3 und andererseits unter Zwischen -schaltung
von entsprechenden Lagerböcken 4 am Drehgestell-
rahmen 5 angreifen.
Am Drehgestellrahmen 5 sind mittels
langer' gelenkig gelagerter Wiegenpendel
6 die Federtröge 7
aufgehängt. Die Wiegenpendel 6 weisen
an beiden Enden, wie
aus Fig. 4 zu ersehen, Tragschneidenlagerungen
8 und 9 auf.
Zur Begrenzung des seitlichen Wiegenausschlages sind
in
bekannter Weise gegenüber der Wiegenstirnfläche 19 am Dreh -gestellrahmen
5 elastische Anschlagteile 18 Torgesehen' die
das Spiel zwischen
Wiege 1o und Drehgestellrahmen 5 teil-
Weise elastisch überbrücken.
Dadurch wird erreicht, daß bei
seitlicher Anlage der Wiege 1o bei zu
langsamer oder zu
schneller Fahrt in der Kurve ein weicher lauf
des Wagens in
seitlicher Richtung gewährleistet ist. 131e
liege 1o stützt
sich über die Wiegenfedern 11 auf den Federtrögen
7 ab und
wird in Fahrzeuglängsrichtung durch die tiefliegenden
etwa
in Höhe des Drehgestellnickpols angeordneten Wiegenlängslen
-ker 12 an Dr#hgestellrahmon 5 angelenkt. Die Wiegenlängslenker
12 sind sowohl am Drehgestellrahmen 5 als euch an der
liege 1o
mittels der Gummielemente 13 gelenkig befeotigt.. Die ßummielecente
13 sind in Fahrzeuglängsrichtung sehr
steif g dagegen sehr
weich für Auslsnkungen des liegeplängalenkors 12 in vertikaler
und horizontaler Richtung &u4&*-bildet. Die Abstützung-den
in der Zeichnung nicht näher
dargestellten
Wagenkastens- auf der Wiege 1o erfolgt über die seitlich angeordneten
wartungsfreien Gleitstüoke 14.
Horizontalkräfte werden vom Wagenkasten
auf die Wiege 1o mittels des Drehzapfens 15 übertragen. Die Federtröge
7
sind gemäß Fig. 3 durch biegesteife Träger 16 starr verbuDden.
Zur Entlastung der Wiegenfedern 11 von Horizontalkräften
ist ein Wiegenquerlenker 17 vorgesehen, der mittels
Gummielemente
13' gelenkig an der Wiege 1o und an einem
der Federtröge 7 befestigt ist.