DE2049857A1

DE2049857A1 - Verwindungsweiches Triebdrehgestell fur Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE2049857A1
Application number: DE19702049857
Authority: DE
Inventors: Hans 3581 Rhunda Stotzer Karl Sigismund Dipl Ing Voß Uwe Dipl Ing 1000 Berlin Diehng
Original assignee: Wegmann & Co, 3500 Kassel, Allgemei ne Elektnzitatsgesellschaft AEG, TeIe funken, 6000 Frankfurt
Priority date: 1970-10-10
Filing date: 1970-10-10
Publication date: 1972-04-13
Also published as: CH546663A; FR2111404A5; AT317985B; SE365170B

Description

Dr. HEINZ FEDcP
Dr. WOLF-D. FEDErI

Patemonwaita Akte 70-10/20-75

4 Düsseldorf *-*■

An vvehrhahr. '? - κ5tn.r, 9. Oktober 1970 WF/Ka

Firma Wegmann & Go., Kassel und Allgemeine Elektricitätsgesellsohaft AE&. Telefunken, Frankfurt/Main

Verwindungsweiches Triebdrehgestell für Schienenfahrzeuge.

Die Erfindung betrifft ein verwindungsweiches Triebdrehgestell für Schienenfahrzeuge in Η-Bauart mit zwei Längsträgern und zwei Querträgern.

Während früher für Schienenfahrzeuge durchweg verwindungssteife Drehgestelle verwendet wurden, in denen die Radsätze über Federn gelagert waren, geht man neuerdings mehr und mehr dazu über, verwindungsweiche Drehgestelle zu verwenden, d.h. Drehgestelle, die einer Verwindung einen soviel geringeren Widerstand entgegensetzen, als die üblichen verwindungssteifen Drehgestelle, daß beim Verwinden des Drehgestelles die Raddruckdifferenzen höchstens gleich, zweckmäßigerweise jedoch niedriger sind als die Raddruckdifferenzen, die bei einem verwindungssteifen Drehgestell auftreten, das sich über Achsfedern auf den Radsätzen abstützt.

Es wurden für solche verwindungsweiche Drehgestelle schon verschiedene Konstruktionen vorgeschlagen, die sich bei Laufdrehgestellen bewährt haben. Bei einem Triebdrehgestell ist die Lösung der Aufgabe wesentlich schwieriger, weil trotz der Verwindung des Drehgestelles die Antriebskraft einwandfrei auf die Radachse oder die Radachsen übertragen werden muß. Eine besondere

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Schwierigkeit entsteht dadurch, daß nach Möglichkeit in jedem Drehgestell nur ein Motor vorgesehen sein soll, da die Kosten für den Antrieb, wenn statt eines größeren^ mehrere kleinere Motoren verwendet werden, mit der Anzahl der Motoren ansteigen.

Die Aufgabe wird bei einem Triebdrehgestell in Η-Bauart mit zwei Längsträgem und zwei Querträgern gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die außerhalb oder innerhalb der Räder liegenden Längsträger in dem mittleren Abschnitt zwischen den Anschlußstellen der Querträger verdrehweich, an den überstehenden Enden dagegen verdrehsteif und die Querträger verdrehweich ausgebildet sind, der Motor mit der Antriebswelle in Fahrtrichtung zwischen den Querträgern in Dreipunktlagerung aufgehängt ist und die beiden Radächsen über Kegelradgetriebe und Drehmomentenkupplung antreibt und das Drehgestell mit dem Wagenkasten drehzapfenlos durch außen liegende Lenkerstangen verbunden ist, und sich der Wagenkasten auf dem Drehgestell über torusfb'rmige Gasfederbälge abstützt.

Unter verdrehweichen Trägern sind dabei Träger verstanden, die einer Verdrehung einen verhältnismäßig geringen Widerstand entgegensetzen. Ein ausgesprochen verdrehsteifer Träger ist beispielsweise ein Rohr oder ein Kastenträger. Schneidet man ein Rohr oder einen Kastenträger in Längsrichtung auf, so erhält man einen verdrehweichen Träger, bei dessen Verdrehung sich die Kanten des Längsschlitzes in Längsrichtung gegeneinander verschieben. Allgemein kann gesagt werden, daß ein Träger verdrehweich ist, wenn er über seine gesamte Länge einen Querschnitt mit offenem Profil aufweist. Ein I-Träger z.B. ist dann verdrehweich, wenn die beim Verdrehen auftretenden Längsverschiebungen in Ober- und Untergurt nicht behindert werden. Bei dem Drehgestäl gemäß der Erfindung kann die Verdrehweichheit der Querträger insbesondere dadurch erreicht werden, daß sie in den an die Längsträger angrenzenden Abschnitten bajonettförmig nach unten

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abgesetzt sind. Die dadurch entstehende Wölbung des Ober- und Untergurtes nimmt beim Verdrehen der Träger die Längsverschiebungen auf, so daß nur geringe, die Verdrehung behindernde Gegenkräfte entstehen. Bei den Längsträgern können an den Enden des mittleren, verdrehweichen Abschnittes die Untergurte bajonettförmig nach oben abgesetzt sein, so daß auch hier die Wölbung des Untergurtes die Längsverschiebungen zulässt. Die Enden der Längsträger dagegen, mit denen diese auf den Radachsen aufliegen, können als Kastenträger ausgebildet sein.

Diese verdrehsteifen Enden der Längsträger stützen sich unmittelbar auf die Radlager ab. Eine weiche, senkrechte Federung zwischen Drehgestell und Radsatz, wie sie bei verwindungssteifen Drehgestellen üblich ist, ist nicht erforderlich. Es genügt zur Verbesserung der Laufeigenschaften, eine Achsanlenkung vorzusehen, die in senkrechter Richtung und in Richtung quer zur Fahrtrichtung hart und nur in Fahrtrichtung relativ weich ist. Dies hat zur Folge, daß die senkrechten Relativbewegungen zwischen der Hohlwelle des Getriebes und der Achswelle sehr klein sind, wodurch es ermöglicht wird, von dem Getriebe ohne Einschaltung von Übertragungsgliedern, die in der Lage sind, größere Federwege auszugleichen, lediglich über eine Drehmomentenkupplung auf die Radachsen überzugehen. Die Verwendung einer Achsanlenkung, die nur in Fahrtrichtung eine merkliche, aber auch in dieser Richtung verhältnismäßig geringe Nachgiebigkeit besitzt, hat den Vorteil, daß sich jeder Radsatz des Drehgestelles beim Durchfahren von Kurven radial zum Gleisbogen anstellen kann, was eine Verbesserung der Haftreibung zwischen Rad und Schiene und eine wesentliche Verbesserung der Entgleisungssicherheit und der Laufflächen- und Spurkranzabnutzung zur Folge hat.

Die Querträger und die mittleren Abschnitte der Längsträger ergeben auf diese Weise ein νerwindungsweiches Rechteck, und in der Längsmittelebene dieses Rechtecks ist der Antriebsmotor etwa in

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Höhe der Radachsen aufgehängt. Diese Aufhängung des Motors wird dadurch ermöglicht, daß einerseits die Querträger in ihrem mittleren Teil nach oben abgesetzt sind, so daß unter den Querträgern Raum für die Kraftübertragung vom Motor zu den Radachsen bleibt, und andererseits in der Mitte des Drehgestells ein Drehzapfen nicht vorgesehen ist, so daß die Mitte des Drehgestells genügend Raum zur Aufnahme des Motors bietet. Die Dreipunktiagerung des Motors an den Querträgern kann zweckmäßig in der Weise erfolgen, daß der Motor an dem einen Querträger an zwei symmetrisch angeordneten, an dem anderen Querträger an einem in etwa der Mitte angeordneten Federelement aufgehängt ist. Als Federelement können zweckmäßig gegeneinander vorgespannte Gummifedern dienen. Durch die Lagerung des Motors in der Längsmittelebene des Drehgestells und in Höhe der Radachsen wird erreicht, daß bei Verwindung des Drehgestells, bei der die Radachsen gegeneinander um die in Fahrtrichtung liegende Mittelachse verdreht sind, sich nur geringe Differenzen in der Lage der Radachsen zum Motor ergeben, was es ermöglicht, die Radachsen durch die Abtriebswelle des Motors über Kegelradgetriebe anzutreiben, wobei zum Ausgleich von Stoßen zwischen Kegelradgetriebe und Radachse noch eine Drehmomentenkupplung eingeschaltet ist.

Zur Führung des drehzapfenlosen Drehgestells ist eine an sich bekannte Führung durch außen liegende Lenkerstangen vorgesJaen, und zur Abstützung des Wagenkastens auf dem Drehgestell sind torusförmige Gasfederbälge vorgesehen, die die Eigenschaft haben, nicht nur die nötige Abfederung in senkrechter Richtung zu gewährleisten, sondern die auch einer Verdrehung des Drehgestelles gegen den Wagenkasten nur verhältnismäßig geringe Kräfte entgegensetzen.

Die Verwendung nur eines Fahrmotors je Drehgestell ermöglicht ferner auch die sinnvolle und wirtschaftliche Verwendung kollektorloser Fahrmotoren in synchroner oder asynchroner Bauart

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mit oder ohne Schleifringe, da zum Erzielen eines einwandfreien Parallellaufes jeder Fahrmotor eine eigene elektronische Regelung "benötigt.

Ein Ausführungsbeispiel eines Drehgestells nach der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt_o

Abbildung 1 zeigt das Drehgestell in Seitenansicht_o Abbildung 2 zeigt das gleiche Drehgestell in Aufsicht. Abbildung 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III-III in Abbildung 2 ο

Abbildung 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-IY in Abbildung 2.

Abbildung 5 zeigt einen Teilschnitt nach der Linie V-V in Abbildung 2.

Der Drehgestellrahmen besteht aus den Längsträgern 1 und den Querträgern 2„ Die Längsträger sind jeweils in ihrem mittleren Abschnitt la dadurch verdrehweich, daß der Untergurt bei Ib nach oben gezogen ist, so daß sich Längsverschiebungen im Untergurt durch geringe Verbiegung des gewölbten Seiles auswirken können, ohne daß im Material hohe Zug- oder Druckspannungen auftreten. Auf die beiden Endstücke des Längsträgers sind, wie insbesondere die Abbildungen 1 und 4 erkennen lassen, die als Kastenträger ausgebildeten Teile Ic aufgeschweißt, wodurch diese Endstücke der Längsträger verdrehsteif sind.

Die Formgebung der Querträger 2 ist aus Abbildung 4 ersichtlich. Die Querträger sind bei 2a nach unten gezogen und dadurch verdrehweich, weil die Längsverschiebungen sowohl im Ober- als auch im Untergurt durch die Wölbung aufgenommen werden, so daß keine hohen Spannungen im Material entstehen, obwohl Ober- und Untergurt an die Längsträger angesehweißt sind. Diese Formgebung der Querträger ermöglich.*: ^s, ae:i Kot or 3 und die Kegelradgetriebe 4, deren Gehäuse mit den Motorgehäuse fest verbunden sein können, so im Drehgestell aufzuhängen, daß die Motorachse mindestens a? ■■ nähernd in Höhe der Radachsen 5 der Ääder 6 liegt. Der Motoi ist

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an den Querträgern 2, wie die Abbildungen 2, 4 und 5 zeigen, mittels der Federn 7 aufgehängt, und zwar an dem einen Querträger mittels zweier Federn, die symmetrisch zur Längsmittelebeiie liegen und an dem anderen Querträger mittels einer Feder, die in der Längsmittelebene liegt. Wie insbesondere die Abbildungen 4 und 5 erkennen lassen, können diese Federn als gegeneinander verspannte Gummifedern gestaltet sein, wobei nach Abbildung 4 die Befestigung mittels zweier am Kegelradgetriebe angeordneter Laschen 8 erfolgt, während am andern Querträger, wie Abbildung 5 zeigt, für die Einpunktaufhängung über den Laschen 8 ein Bügel 9 angeordnet ist. Zum Ausgleich der unterschiedlichen Höhe der Aufhängung können die Querträger 2, wie Abbildung 3 zeigt, unterschiedlich hoch nach oben abgesetzt sein. Zur Übertragung der Antriebskraft vom Kegelradgetriebe 4 auf die Radachse 5 dient je eine Drehmomentenkupplung 10.

Der in Abbildung 1 gestrichelt angedeutete Wagenkasten 11 stützt sich auf die Längsträger 1 des Drehgestelles über die torusförmigen Gasfederbälge 12 ab. Zur Führung des drehzapfenlosen Drehgestelles ist ein Gestänge 13 vorgesehen, dessen Stangen gelenkig einerseits an den Zapfen 14 des Drehgestells und andererseits an den Winkelhebeln 15, die um am Wagenkasten 11 befestigte Zapfen 16 drehbar sind, angreifen.

Das Triebdrehgestell nach der Erfindung zeichnet sich nicht nur durch eine einfache Bauart und Antrieb der Radachsen durch einen einzigen Motor aus, es besitzt auch eine geringe Bauhöhe, die es ermöglicht, den Wagenkastenboden so niedrig über Schienenoberkante zu legen, als es die Größe der Räder und das bei der Verwindung des Drehgestelles erforderliche Spiel zwischen Rad- und Wagenkasten zulassen.

Patentansprüche - 7 -

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Claims

Patentansprüche

I./ 7erwindungsweich.es Triebdrehgestell für Schienenfahrzeuge in Η-Bauart mit zwei Längsträgern und zwei Querträgern, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb oder innerhalb der Räder liegenden Längsträger (l) in dem mittleren Abschnitt (la) zwischen den Anschlußstellen der Querträger (2) verdrehweich und an den überstehenden Enden (ic) dagegen verdrehsteif und die Querträger (2) verdrehweich ausgebildet sind, der Motor (3) mit der Abtriebswelle in Fahrtrichtung zwischen den Querträgern (2) in Dreipunktlagerung aufgehängt ist und die beiden Radachsen (5) über Kegelradgetriebe (4) und Drehmomentenkupplung (10) antreibt, und das Drehgestell mit dem Wagenkasten (11) drehzapfenlos durch außen liegende Lenkerstangen (13) verbunden ist, und sich der Wagenkasten auf dem Drehgestell über torusfüriaige Gasfederbälge (12) abstützt.
2. Verwindungsweiches Triebdrehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (3) an dem einen Querträger (2) an zwei symmetrisch angeordneten, an dem anderen Querträger an einem etwa in der Mitte angeordneten Federelement (7) aufgehängt ist.
3. Verwindungsweicb.es Triebdrehgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querträger (2) in den an die Längsträger (l) angrenzenden Abschnitten (2a) bajonettförmig nach unten abgesetzt sind.
4. Verwindungsweich.es Triebdrehgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Längsträgern (l) an den Enden (Ib) des mittleren verdrehweichen Abschnittes (la) die Untergurte bajonettförmig nach oben abgesetzt sind,.

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