DE3030084C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehgestell gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Aus der Arbeit von Roman Liechty mit dem Titel "Das bogenläufige Eisenbahn-Fahrzeug" aus dem Jahre 1934 ist ein solches Drehgestell bekannt. Dieses weist Stützelemente auf, die auf elastische Weise ein Achslager des einen Radsatzes mit wenigstens einem Achslager des anderen Radsatzes verbinden.

Um eine gute Stabilisierung eines Fahrzeuges bei hoher Geschwindigkeit zu schaffen und dabei gleichzeitig für eine relativ freie Bewegbar­ keit der Fahrzeuge in den Kurven des Schienenweges zu gewährleisten, wurde bereits ein Eisenbahnfahrzeug bzw. ein Drehgestell hierfür in GB-PS 11 79 723 empfohlen. Bei diesem Fahrzeug sind zwei Radsätze vorgesehen, jeder mit einer Antriebsachse, die in entsprechenden Paaren von Achslagern gelagert sind, wobei wenigstens ein Achslager eines Radsatzes elastisch mit wenigstens einem Achslager des anderen Radsatzes über Stützelemente verbunden ist, das wenigstens zwischen seinen Verbindungen zu den Achslagern keine Vertikallast übertragende Funktion hat; dabei sorgt das Stützelement für eine Versteifung zwischen den Radsätzen, so daß hohe Rückstellkräfte dann auftreten, wenn die Radsätze eine Parallele, jedoch nicht ausgerichtete Anordnung zueinander haben, und geringe Rückstellkräfte dann, wenn die Rad­ sätze ausgerichtet, jedoch nicht parallel zueinander sind.

Eine vorteilhafte Bauart einer solchen Ausführung, die insbesondere bezüglich der Stabilität weitere Verbesserungen erbringt, ist in der britischen Patentanmeldung 23 576/78 beschrieben. Gemäß einem der dort beanspruchten Merkmale umfaßt das Stützelement einen Rahmen für jeden Radsatz, der sich quer zum Fahrzeug erstreckt und der steif an die Achsgehäuse angeschlossen ist und die genannten Achslager seines entsprechenden Radsatzes aufnimmt; dieser Rahmen ist derart gestaltet und angeordnet, daß er auch einem Niveau unterhalb der Achshöhe des Fahrzeuges durch die genannte elastische Verbindung zusammengehalten wird; die genannte elastische Verbindung befindet sich dabei vorzugsweise auf einem derart niedrigen Niveau, daß ein Puffer innerhalb des somit zwischen den Radsätzen geschaffenen Raumes vorgesehen werden kann.

Bei einer solchen Gestaltung und Anordnung ist es im Hinblick auf ein gutes Kurvenfahren wünschenswert, daß die Radlaufflächen eine hohe, wirksame Konizität aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehgestell gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches derart zu gestalten, daß eine gute Stabilisierung des Fahrzeuges bei hoher Geschwindigkeit geschaffen wird, gleichzeitig aber eine relativ freie Bewegbarkeit des Fahrzeuges bei Kurvenfahrt, und zwar bei Anordnung eines Traktionsmotors an jedem Radsatz.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptan­ spruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 ein Drehgestell in Seitenansicht,

Fig. 2 das Drehgestell gemäß Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 ein Teil des Drehgestelles, und zwar in einer Teilschnittansicht gemäß der Schnittlinie III-III von Fig. 1,

Fig. 4 die Schnittansicht gemäß der Schnittlinie IV-IV von Fig. 1,

Fig. 5 und 6 schematische Ansichten zweier abgewandel­ ter Ausführungsformen einer Querversteifung.

Wie man aus den Fig. 1 bis 4 erkennt, umfaßt das Drehgestell zwei Radsätze 1 und 2, von denen jeder Räder 3 aufweist, welche auf Antriebsachsen montiert sind. Dabei ist jede Achse mit dem zugehörenden Rad 3 fest verbunden. Die in den Fig. 1 und 2 ver­ anschaulichten Räder haben eine hohe wirksame Konizität, die im Bereich von 0,05 bis 0,5, vorzugsweise 0,2 bis 0,3, liegt. Radsatz 1 sind die Achslager 5 zugeordnet, Radsatz 2 die Achslager 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Achslager an zwei Enden der Achsen ihrer zugehörenden Radsätze angeordnet, was jedoch nicht notwendigerweise der Fall ist. Jedes Lager umfaßt ein Achsgehäuse. Demgemäß können die Lagertragflächen einen Winkel von nicht größer als 180° einschließen, so daß ein Buchsenlager (hier nicht darge­ stellt) leicht auf die genannte Stelle plaziert und durch ein ge­ eigenetes, teilweise kreisförmiges Band befestigt werden kann.

Die Achsgehäuse 7 erstrecken sich von den entsprechenden seitlichen Trägern 8 und 9 nach unten. Im Falle des gewählten Ausführungsbei­ spieles handelt es sich um eine Schweißkonstruktion. Demgemäß hat jeder Seitenträger Doppel-T-Profil; die Abmessungen des Trägers entsprechen der Vertiefung der Belastung, welcher er während des Betriebes ausgesetzt ist. Bei der vorliegenden Konstruktion ist jedoch kein weiterer Rahmen vorge­ sehen; jeder Seitenträger umfaßt lediglich ein Brückenelement, dessen zentraler Bereich, so wie dies insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, trogförmig ausgebildet ist, um somit eine horizontale Auflage­ fläche 10 zu bilden.

Bei dieser Ausführungsform ist ein Unterlageelement als Quer­ balken 11 vorgesehen. Dieser Querbalken 11 kann ebenfalls geschweißt sein und einen über seine Länge unterschiedlichen Querschnitt aufweisen. Der Querbalken 11 hat ebenfalls einen zentralen Bereich von flacher, trogförmiger Gestalt (siehe insbesondere Fig. 4). Jedes Ende des Querbalkens ist an den zugehörigen Seitenträger 8 bzw. 9 (siehe Fig. 4) mittels einer Sekundärfeder-Einrichtung angeschlossen. Diese umfaßt eine Gummifeder 12, die zwischen der Auflagefläche 10 des Seitenbalkens und eine mit einer Ausnehmung versehene, untere Endplatte 13 einer Luftfeder 14 montiert ist. Das obere Ende dieser Einrichtung ist mittels eines Ringes 15 an die Unter­ seite des Querbalkenendes angeschlossen. Jedes Querbalkenende hat einen hier nicht dargestellten Zapfen, der durch eine Öffnung der Oberplatte seines zugehörenden Seitenbalkens hindurchgeführt ist, um mit einem ringförmigen Teil 16 zusammen zu arbeiten, der seiner­ seits einen vertikalen Abschlag bildet. Um die seitliche Bewegung des Querbalkens in bezug auf die Seitenbalken zu begrenzen, ist zwischen jedem Seitenbalken und dem Querbalken ein teleskopartiges Dämpfungsglied 17 vorgesehen. Jeder Seitenträger hat einen An­ schlag 18, der mit einem Stopper 19 zusammenarbeitet. Zur Vervoll­ ständigung der Verbindung zwischen Querbalken 11 und Seitenträger 8 und 9 sind zwischen den betreffenden Teilen seitliche Zugglieder 20 und 21 gelenkig befestigt.

Man kann den Querbalken auch weglassen. Dabei kann der Fahrzeug­ körper unmittelbar auf den Seitenträgern 8 und 9 unter Zwischen­ schaltung von Luftfedern 14 gelagert werden. In diesem Falle sind der Stopper 16 und der Anschlag 18 derart anzuordnen, daß sie mit entsprechenden, am Fahrzeugkörper befestigten Teilen zusammen­ arbeitet.

Jedes Achsgehäuse 7 ist flexibel an das entsprechende Ende des zugehörigen Seitenträgers 8 bzw. 9 über eine Primärfeder mit Gummipuffern 22 angeschlossen. Diese Gummipuffer begrenzen die Neigung der Achsgehäuse, haben jedoch gleichzeitig eine relativ geringe seitliche Steifigkeit. Sie erlauben somit die freie Be­ wegung der Achsgehäuse in einer horizontalen Ebene. Wie bekannt, lassen sich die Gummipuffer 22 als laminierte Einheiten ausführen, bei denen die einzelnen Schichten, wie dargestellt, in einer Horizontalebene liegen; sie können aber auch geneigt sein, um das gewünschte Längs-Quer-Steifigkeitsverhältnis herbeizuführen. Die Gummipuffer 22 sind im Falle des gewählten Ausführungsbeispieles in verhältnis­ mäßig geringem Abstand oberhalb der Achsen der Radsätze 1 und 2 angeordnet. Demgemäß haben sie den Vorteil einer relativ niedrigen Wirkungslinie auf dem Drehgestell im Hinblick auf seitliche und Längsbewegungen.

Wie an sich bekannt, sind die hier nicht dargestellten Drehgestell- Bremsen auf einem Bremsbalken 23 für Radsatz 1 und einem Bremsbalken 24 für Radsatz 2 montiert. Diese Balken erstrecken sich in Quer­ richtung zwischen den Seitenträgern 8 und 9 parallel zu und in ent­ sprechendem Abstand von den Antriebsachsen der zugehörenden Rad­ sätze. Das Ende eines jeden Balkens ist mittels einer Konsole 25 drehfest am zugehörenden Seitenträger gelagert; die Konsole trägt ein Paar in gegenseitigem Abstand angeordneter Zapfen 26 und 27, die in entsprechende Bohrungen 28 und 29 des seitlichen Balkens eingeführt sind. Ferner sitzen die Antriebsmotoren 30 und 31 für die Radsätze 1 und 2, wie an sich bekannt, direkt auf den ent­ sprechenden Antriebsachsen 4, und zwar jeweils unter Zwischen­ schaltung eines Paares von Achslagern 32 und 33. Diese Lager sind an jedem Ende einer Traghülse 34 bzw. 35 angeordnet, an welchen die Gehäuse 36 und 37 des betreffenden Motors 30 und 31 befestigt sind. Um sicherzustellen, daß die Motoren nicht um ihre zugehörenden Antriebsachsen 4 umlaufen können, hat jedes Motorgehäuse einen Flansch 38, der am zugehörenden Bremsbalken 23 bzw. 24 festgehalten ist. Dies kann beispielsweise durch Einfügen zwischen einem Paar von Gummipuffern (hier nicht dargestellt) verwirklicht sein. Die Gummipuffer können dann ihrerseits an der Unterseite des Brems­ balkens mittels einer hier ebenfalls nicht gezeigten Konsole ge­ halten sein.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Motorgehäuse 36 und 37 einen Teil der genannten Stützelemente, die ferner ein Gelenkglied 39 um­ fassen, das sich zwischen den Motorgehäusen 36 und 37 erstreckt. Aus den Fig. 1 und 2 erkennt man eine Ausführungsform einer solchen Bindegliedeinrichtung. Diese umfaßt eine steife Stange 40, die sich diagonal zwischen zwei Aufnahmen 41 erstreckt, wobei jede um eine zur jeweiligen benachbarten Fläche 42 bzw. 43 des Motorgehäuses senkrechte Achse schwenkbar ist (siehe Fig. 1). Die Stange 40 verläuft zwischen einem Paar von im Abstand angeordneten Stangen 44, die sich diagonal erstrecken und um eine zu den Flächen 42 und 43 vertikale Achse über Aufnahmen 45 schwenkbar angeschlossen sind. In unbelastetem Außerbetriebszustand des Drehgestelles fällt der Kreuzungspunkt der Stangen 40 und 44 mit der zentralen Vertikal­ achse zwischen den Radsätzen des Drehgestelles zusammen.

Bei einer alternativen Ausführungsform, so wie in Fig. 5 darge­ stellt, ist die Verbindungseinrichtung des Versteifungselementes ähnlich einer für sich bekannten flachen V-Konstruktion, die beiden V-Rahmen 46 sind flexibel an ihren Scheiteln durch eine geeignete flexible Gelenkverbindung 47 angeschlossen, die eine relative lineare Verschiebebewegung der Radsätze 1 und 2 unter­ bindet, jedoch eine relative Drehbewegung der Radsätze zuläßt. Jedoch sind hierbei die V-Rahmen der Verbindungseinrichtung nicht an die entsprechenden Achsgehäuse angeschlossen, vielmehr sind die genannten Rahmen 46 zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen 42 und 43 des Motorgehäuses starr befestigt.

Bei einer in Fig. 6 dargestellten, weiteren Alternativlösung um­ faßt die Verbindungseinrichtung Konsolen 48 und 49, die jeweils an den einander gegenüberliegenden Flächen 42 bzw. 43, des Motorgehäuses angesetzt sind, und zwar derart, daß sie einen seitichen Abstand voneinander aufweisen. Ferner umfaßt die Einrichtung eine sich in Seitenrichtung erstreckende Stange 50, die an jedem Ende um eine vertikale Achse schwenkbar an der betreffenden Konsole angreift, und zwar über Gummibuchsen oder dergleichen, um eine elastische Begrenzung der Schwenkbewegung sicherzustellen. Diese Konstruktion ist jedoch nur dort brauchbar, wo dies das Bremssystem erlaubt. Sie wäre demgemäß nicht geeignet bei einem Bremssystem, wo die Bremsbacken in Eingriff mit den zuge­ hörenden Rädern gebracht werden. Dies ist deshalb der Fall, weil dann die Verbindungseinrichtung relative Längsbewegung zwischen den Motorgehäusen zuläßt und weil demgemäß die Gehäuse keine Reaktionskräfte aufnehmen können.

Die Anordnung mit den einander gegenüberliegenden Wandflächen 42 und 43 und der Gelenkglieder 39 ist derart getroffen, daß die Letztgenannten an jeder beliebigen Höhe angeordnet werden können. Um jedoch wenigstens den Vorteil zu gewinnen, daß die Primärfederung (d. h. die Gummipuffer 22) in relativ geringer Höhe oberhalb der Antriebsachsen 4 der Radsätze 1 und 2 angeordnet werden können, wird die gelenkige Verbindungseinrichtung wesentlich unterhalb des Niveaus der genannten Antriebsachsen angeordnet - siehe Fig. 1.

Aus dem oben Gesagten erkennt man folgendes: durch Anschließen der Gelenkglieder 39 unmittelbar an die Motorgehäuse verbinden die Stützelemente wirkungsvoll und auf flexible Weise die Achslager 32 und 33 der Motorgehäuse und damit die Achslager 5 bzw. 6 der Radsätze 1 und 2.

Das beschriebene, erfindungsgemäß ausgebildete Drehgestell ist insbesondere für Schnellbahnen anwendbar, bei welchen entweder alle oder die Mehrzahl der Antriebsachsen 4 von Motoren angetrieben sind, die klein sind, und die auf den Achsen angeordnet sind.

Claims (4)

1. Drehgestell für ein Eisenbahnfahrzeug mit wenigstens zwei Radsätzen, die jeweils eine Antriebsachse aufweisen, die in einem Paar zugehörender Achslager gelagert sind, mit Stützelementen, die auf elastische Weise ein Achslager des einen Radsatzes mit wenigstens einem Achslager des anderen Radsatzes verbinden, um zwischen den Radsätzen eine Schub­ festigkeit zu erzielen, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Radsatz (1 bzw. 2) ein Antriebsmotor (30 bzw. 31) zugeordnet ist, daß dem einzelnen Antriebsmotor der auf der zugehörenden Antriebsachse (4) mittels Achslagern (32 und 33) drehbar gelagert ist, jeweils ein Motorgehäuse (36 bzw. 37) zugeordnet ist, so daß jedes Gehäuse (36 bzw. 37) - abgesehen von seine Drehbewegung im Achslager (5 bzw. 6) - mit seinem Radsatz (1 bzw. 2) und den Achslagern fest verbunden ist, daß das einzelne Motor­ gehäuse (36 bzw. 37) durch Halteelemente gegen Drehung an einem festen Teil (Bremsbalken 23 bzw. 24) des Fahrzeugkörpers oder des Drehgestelles gesichert ist, und daß die Stützelemente ein flexibles Gelenkglied (39) umfassen, das um eine zwischen den Gehäusen (36 und 37) verlaufende vertikale Achse schwenkbar ist, so daß die Schubfestigkeit zwischen den Radsätzen (1 und 2) mittels der gelenkigen Verbindung zwischen den Motorgehäusen (36 und 37) erzielt wird und die Gehäuse aufgrund der Schubfestigkeit in bezug auf ihre jeweiligen Radsätze (1 bzw. 2) einen integralen Teil der Stützelemente bilden.

2. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk­ glied (39) eine Stange (40) umfaßt, die sich diagonal zwischen zwei Auf­ nahmen (41) erstreckt und damit an einer entsprechenden Stirnfläche (42 bzw. 43) der Motorgehäuse (36 bzw. 37) gelenkig angreift und zwischen einem Paar weiterer Stangen (44) hindurchläuft, die sich diagonal zwischen einem weiteren Paar von Aufnahmen (45) erstrecken und ihrerseits an entsprechenden Wandflächen gelenkig an­ greifen, und daß der Kreuzungspunkt der Stangen (40 und 44) mit der zentralen vertikalen Achse zwischen den Radsätzen (1 und 2) zusammen­ fällt.

3. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkglied (39) ein Paar flache, V-förmige Rahmenelemente (Rahmen 46) umfaßt, die unmittelbar an entsprechende Wandflächen (42 und 43) der Motorgehäuse (36 bzw. 37) angeschlossen sind und untereinander an ihren Scheitelpunkten durch eine flexible Gelenkverbindung (47) aneinander angeschlossen sind, und daß die Scheitelpunkte mit der zentralen Vertikalachse zwischen den Radsätzen (1 und 2) zusammenfallen.

4. Drehgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ lenkglied (39) Konsolen (48 und 49) aufweist, die jeweils von der betreffenden Fläche (42 bzw. 43) der Motorgehäuse (36 und 37) hervor­ ragen und einen gegenseitigen seitlichen Abstand zueinander auf­ weisen, und die außerdem beidseits der vertikalen Zentralachse zwischen den Radsätzen (1 und 2) angeordnet sind, und daß eine sich in Seitenrichtung erstreckende Stange (50) an ihren beiden Enden jeweils an einer Konsole mittels einer flexiblen Gelenkverbindung angreift.