DE3333751A1

DE3333751A1 - Fahrwerk fuer schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE3333751A1
Application number: DE19833333751
Authority: DE
Inventors: Fritz Prof. Dr.-Ing. 4150 Krefeld Frederich
Original assignee: Individual
Current assignee: Duewag AG
Priority date: 1983-09-19
Filing date: 1983-09-19
Publication date: 1984-01-26
Also published as: ATE31169T1; EP0135877A3; DE3467872D1; EP0135877A2; EP0135877B1

Description

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Fahrwerk für Schienenfahrzeuge
Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk für Schienenfahrzeuge,insbesondere für leichte Schienenfahrzeuge, bei denen wenige Räder zur Aufnahme des Fahrzeuggewichts und der Zuladung ausreichend sind.

Das vorgeschlagene Fahrwerk soll einerseits eine gute Führung des Fahrzeugs im geraden Gleis auch bei sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten ermöglichen und andererseits in engsten Gleisbogen mit kleinen Gleisbogenhalbmessern einen verschleißarmen, zwängungsfreien Lauf garantieren. Die Sicherheit der Spurführung muß in jedem Falle sichergestellt sein.

Fahrwerke herkömmlicher Bauart werden als Drehgestelle mit Radsätzen ausgeführt. Zur Erzielung hoher Fahrgeschwindigkeiten müssen die mit konventionellen Radsätzen ausgestatteten Drehgestelle mit steifer Radsatzanlenkung ausgeführt sein, um den unerwünschten Wellenlauf der Radsätze zu unterdrücken oder zu erschweren. Die steife Radsatzanlenkung behindert den Lauf in engen Gleisbogen. Die Räder können keine radiale Stellung im Gleisbogen einnehmen. Selbst die Einstellung des Drehgestells unter dem Fahrzeug kann nur eine teilweise Radialeinstellung der Räder bewirken. Der durch diese Unvollkommenheit entstehende Schräglauf der Räder relativ zur Schiene hat unerwünschten Verschleiß an Rädern und Schienen zur Folge, to dieser Erscheinung ändern auch auf einer Radsatswelle angeordnete, unabhängig voneinander auf der Weile gelagerte und' ohne gegenseitige Drehmomentbeeinflussung drehbare Losräder nichts.

In langen leichten Fahrzeugen werden Drehgestell-Fahrwerke nur eingesetzt, um die teilweise und unvollkommene Einstellung der Räder in Gleisbogen zu ermöglichen. Die im zweiachsigen Drehgestell vorhandenen zwei Radsätze sind durch das Fahrzeuggesamtgewicht bei weitem nicht ausgelastet. Der voranlaufende Radsatz eines Drehgestells dient in diesem Falle nur zur Steuerung der Radialeinstellung des Drehgestells im Gleisbogen. Drehgestelle sind deshalb nicht nur für den verschleißarmen Bogenlauf nur bedingt geeignet, sondern auch wegen des nicht notwendigen zweiten Radsatzes schwer und aufwendig.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bau leichter Fahrwerke für Schienenfahrzeuge zu ermöglichen, die mit hohen Fahrgeschwindigkeiten auf geraden Gleisen und in engen Gleisbögen mit geringem Verschleiß von Rädern und Schienen entgleisungssicher betrieben werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Rad eines vierrädrigen Fahrzeugs oder Fahrwerks im Gleisbogen die ideale Radialeinstellung einnehmen kann, indem jedes Rad für sich um eine Hochachse schwenkbar angeordnet wird, wobei die Schwenkbewegungen zweier gegenüberliegender Räder durch eine Spurstange miteinander gekoppelt sind. Eine derartige Anordnung wird als Radpaar bezeichnet um Gegensatz zum konventionellen Radsatz, dessen auf einer Welle angeordnete Räder nur gemeinsam um eine gemeinsame Hochachse schwenkbar sind.

Die Einstellung der Räder des Radpaares im Gleisbogen erfolgt einerseits durch die im Gleisbogen infolge geänderter Berührungsgeometrie zwischen Rad und Schiene entstehenden sogenannten Profilkräften und andererseits aufgrund der durch die Kinematik der Radbewegung entstehenden Kraftschlußkräfte zwischen Rad und Schiene. Wenn die Schwenkachsen der Räder eines Radpaares nicht durch die Rad/Schiene-Berührungspunkte gehen, erzeugen die Profilkräfte und die Kraftschlußkräfte um die Schwenkachse Momente, welche eine Schwenkbewegung der Räder einleiten. Die Schwenkbewegung kommt zum Stillstand, wenn die Momente aus Profilkräften und Kraftschlußkräften im Gleichgewicht sind. Durch geeignete Lage der Schwenkachse können über den Hebelarm die Momente je für sich beeinflußt werden, ohne daß sich die Größe der auftretenden Kräfte ändert.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dann gegeben, wenn die Schwenkachsen der Räder eines unter dem Fahrzeug vorn laufenden Radpaares den gleichen horizontalen Abstand zur Fahrzeuglängsachse wie die Berührpunkte der Räder mit den Schienen haben und hinter den Berührpunkten liegen. Die Schwenkachsen der Räder eines hinten laufenden Radpaares sind zweckmäßig im gleichen horizontalen Abstand zur Fahrzeuglängsachse wie die Berührpunkte und vor den Berührpunkten anzuordnen.

Die mit der Erfindvmg erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sowohl im geraden Gleis ein stabiler, verschleißarmer Fahrwerkslauf als auch eine ideale Radialeinstellung der Räder im Gleisbogen und damit ein verschleißarmer Bogenlauf mit einer sehr einfachen, leichten Fahrwekskonstruktion erreicht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung Fig. 1 prinzipartig dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Das in der Draufsicht schematisch gezeigte Fahrzeug oder Fahrwerk hat zwei Radpaare jeweils vorn und hinten unter dem Fahrzeug angeordnet. Ein Radpaar besteht aus zwei jeweils im gleichen Abstand zur Fahrzeuglängsachse 1 angeordneten Rädern 2, deren Lagerung 3 auf der mit je einem Lenkhebel 4 festverbundenen Achsen 5 erfolgt. Die um Schwenkachsen 6 horizontal drehbaren Lenkhebel 4 zweier gegenüberliegender Räder 2 eines Radpaares sind durch eine Spurstange 7 miteinander verbunden. Die Durchstoßpunkte der Schwenkachsen 6 durch eine auf die Schienen eines Gleises gelegt gedachte Ebene, in der Fig. 1 die Zeichenebene, haben den gleichen horizontalen Abstand von der Fahrzeug- bzw. Fahrwerksmitte 1 wie die Berührpunkte 8 der Räder mit den Schienen. In Längsrichtung liegen die Durchstoßpunkte der Schwenkachsen 6 des vorderen Radpaares hinter den Berührpunkten 8 der Räder mit den Schienen. Die Durchstoßpunkte der Schwenkachsen 6 des hinteren Radpaares liegen vor den Berührpunkten 8 der Räder mit den Schienen.

Leerseite

Claims

O. PROF. DR.-INQ. FHITZ FTJE Q E f{l C H RHEIN.-WESTF. TECHNISCHE HOCHSCHULE *AACH*EN> Fahrwerk für Schienenfahrzeuge Patentansprüche

1.1 Fahrwerk für Schienenfahrzeuge mit unabhängig voneinander auf getrennten Radachsen rotierenden und mit diesen durch Spurstangen um separate Hochachsen schwenkbaren Rädern in an sich bekannter Bauweise, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchstoßpunkte der Schwenkachsen durch eine auf die Schienen eines Gleises gelegt gedachte Ebene den gleichen horizontalen Abstand von der Fahrzeugmitte haben wie die Berührpunkte der Räder mit den Schienen, an den Rädern des in Fahrtrichtung vorderen Fahrwerks eines Fahrzeugs jedoch hinter den Berührpunkten der Räder mit den Schienen und an den Rädern des in Fahrtrichtung hinteren Fahrwerks eines Fahrzeugs vor den Berührpunkten der Räder mit den Schienen angeordnet sind.

2. Fahrwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Durchstoßpunkte der Schwenkachsen in gleicher Längsentfernung von der Fahrzeugmitte liegen wie die Berührpunkte der Räder mit den Schienen, der horizontale Abstand der Durchstoßpunkte von der Gleismitte jedoch größer ist als der horizontale Abstand der Berührpunkte der Räder mit den Schienen von der Gleismitte.

3. Fahrwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Durchstoßpunkte der Schwenkachsen sowohl in Längsrichtung wie in Querrichtung zu den Berührpunkten der Räder mit den Schienen versetzt sind.

4. Fahrwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Durchstoßpunkte der Schwenkachsen aller Fahrwerke eines Fahrzeugs in gleicher Weise zu den Berührpunkten der Räder mit den Schienen angeordnet sind.

5. Fahrwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere um separate Hochachsen schwenkbare Räder zu einem drehgestellähnlichen Fahrwerk in einem ein- oder mehrteiligen Rahmen zusammengefaßt werden und die Durchstoßpunkte der Schwenkachsen in gleicher oder unterschiedlicher Weise zu den Berührpunkten der Räder mit den Schienen versetzt sind.

6. Fahrwerk nach Anspruch 1. bis 5., dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Schwenkbewegung der Räder um die Schwenkachsen durch eine lineare, symmetrische Lenkungsfederung unterstützt wird.

7. Fahrwerk nach Anspruch 6., dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkungsfederung eine nichtlineare progressive oder degressive Kennlinie aufweist.

8. Fahrwerk nach Anspruch 1. bis 5., dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Schwenkbewegung der Räder um die Schwenkachsen durch eine Lenkungsdämpfung stabilisiert wird.

9. Fahrwerk nach Anspruch 1. bis 8., dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Schwenkbewegung der Räder um die Schwenkachsen sowohl gefedert wie gedämpft ist.

10. Fahrwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Spurstange kurzer ist als der horizontale Abstand der Durchstoßpunkte der Schwenkachsen.