DE3546493A1

DE3546493A1 - Radfuehrungsschwinge fuer horizontal schwenkbare schienenraeder und deren steuerung

Info

Publication number: DE3546493A1
Application number: DE19853546493
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl Ing Scheucken; Hans J Girod; Gerhard Korn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-10-30
Filing date: 1985-10-30
Publication date: 1987-08-20

Description

Gabelschwingen für die Führung von Radsätzen in Drehgestellen sind bekannt; zuletzt genannt in der ERP-Anmeldung 85 1 05 763.0 vom 10. 5. 1985 für horizontal schwenkbare Schienenräder. Derartig beidseitig gelagerte Räder erfordern jedoch für den Schwenkbereich eine Gleitführung der Außenlager, welche hier unmittelbar im Schmutzwirbelbereich des Rades liegt. Dadurch besteht die Gefahr der Schwenkblockierung, die zur Entgleisung im führungsfreien Lauf von Herzstücken und Weichen führen kann. Zudem müssen die erhöhten Gleitwiderstände durch das anlaufende Rad oder durch die Stellglieder aufgebracht werden.

Diese Nachteile vermeidet die vorgelegte Erfindung dadurch, daß die einseitige Anlenkung des Antriebs- und Fahraggregates eine Gleitführung nicht notwendig macht und die lenkbestimmenden Lagerungen und Stellglieder außerhalb der Schmutzwirbelzone liegen. Außerdem übernimmt diese Radführungsschwinge sowohl die Primär- als auch die Sekundärfederung des einzelnen Rades und ermöglicht durch die vorgeschlagene elastische Spurführung eine selektive Anpassung der Räder an die Schienenlage, wobei Seitenstöße elastisch abgefangen werden.

Die einseitig gelagerte Radführungsschwinge in Kompaktbauweise macht ihren Einbau in seitlichen Radkästen von Schienenfahrzeugen möglich, wodurch der Raum zwischen den Radpaaren für einen durchgehenden Niedrigfußboden des Wagenaufbaues mit Einstufeneinstieg unterhalb der Radmitten in Anspruch genommen werden kann.

Im folgenden wird der Erfindungsgedanke anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Radführungsschwinge für Fahraggregat mit Antrieb in Kompaktbauweise als Draufsicht in Radkästen eines Wagenaufbaues mit Niedrigwagenboden.

Fig. 2 Vertikaler Längs-Teilschnitt durch die Radführungsschwinge des Fahraggregates.

Fig. 3 Seitenansicht von Fig. 1 von der Wagenmitte aus gesehen.

Fig. 4 Seitenansicht mit Teilschnitt einer vollabgefederten Radführungsschwinge.

Fig. 5 Draufsicht von Fig. 4

Fig. 6 Schemadarstellung der Nachlaufeinstellung durch Niveauregelung der Luftfeder

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen Einzelheiten des Fahraggregates mit Antrieb, bei dem das Antriebsrad (3) bzw. dessen Radträger (7) im Mittelteil der Radführungsschwinge (6) durch Schwenklager (8. 8′) angelenkt ist. Mit Hilfe eines Stellgliedes (5) - beispielsweise einem Schrittmotor mit Trapezspindel, einem Steuerzylinder mit federbeaufschlagter Mittelstellung oder anderen Steuermitteln - und dem Lenkhebel (9), der mit dem Radträger (7) verbunden ist, wird das Rad (3) um die Bolzen (10. 10′) und deren Schwenkachse (4) horizontal bewegt.

Bei Verwendung von nur einem Stellglied, ist die Steuerung des zweiten Rades in bekannter Weise durch Spurhebel, die mit dem Radträger (7) verbunden sind und Spurstange (12), wie in Fig. 1 dargestellt, durchzuführen. Durch entsprechende Auslegung eines Lenktrapezes kann der durch den gemeinsamen Lenkeinschlag verursachte Lenkfehler in den Bereich zu bestimmender Gleisbögen gelegt werden. Um den Lenkfehler völlig zu eliminieren, ist ein Stellglied vorzusehen, das die Spurstangenlänge in Abhängigkeit vom Lenkwinkel verändert. Als Verschluß für das Mittelteil der Schwinge dient der Bolzenhalter (13) mit dem eingeschweißten Bolzen (10′). Nach dessen Abnahme ist der Ausbau des Antriebsrades (3) nach unten in die Grube - ohne Abheben des Wagenkastens - möglich. Diese konstruktive Lösung unterstützt die Wartungsfreundlichkeit erheblich und vermeidet längere Standzeiten der Fahrzeuge.

Die Radführungsschwinge (6) ist als kastenförmiger und verdrehungssteifer Träger ausgebildet, der z. B. aus Stahl, Leichtmetall, kohlefaserverstärktem Kunststoff oder deren Kombinationen hergestellt werden kann.

Ein Ende der Schwinge (6) ist in Lagerböcken (14. 14′) gleit- oder wälzgelagert. Unter Zwischenschaltung einer Megiverbindung (15) übertragen sie die Längs-, Quer- und Verdrehkräfte auf die Wagenkastenkonstruktion und sind mit dieser in tolerierten Grenzen spurelastisch verbunden.

Das andere Ende trägt die Luftfeder (16), die sich am Wagenaufbau (1) abstützt. Der Einbau anderer Federsysteme ist möglich. Zum Abbau von Schwingungen und Stößen ist zwischen Schwinge und Wagenaufbau ein Stoßdämpfer (17) vorgesehen.

Um eine verbesserte Sekundärfederung des Wagenkastens zu erreichen, sind die Lagerböcke (14. 14′), die die Radführungsschwinge aufnehmen, in ein U-förmiges Querhaupt (18) integriert (Fig. 4. u. 5.). Zwischen dem Querhaupt (18) und der Wagenkastenkonstruktion übernimmt beispielsweise ein Federbein, das aus dem inneren Federtopf (19), dem äußeren Federtopf (20), einer Schraubenfeder (21) und einem Stoßdämpfer (22) besteht, die Zusatzfederung. Der äußere Federtopf (20) ist mit dem Wagenaufbau (1) verbunden, während der innere Federtopf (19) mit dem Querhaupt (18) verschweißt ist. Beide Töpfe nehmen die Schraubenfeder (21) und den Stoßfdämpfer (22) auf und bilden so das Federsystem. Es leitet die auftretenden Kräfte in den Wagenaufbau ein. Der Einbau anderer Federsysteme wie z. B. Gummirollfeder oder hydropneumatischer Federelemente ist möglich

Die Mitten der beiden Federsysteme - z. B. Luftfeder und Federbein - sind in der vertikalen Radmittenebene angeordnet.

Zur Seitenführung der Schwinge (6) mit tolerierter Spurelastizität ist in Höhe der Luftfeder (16) ein hubbegrenzter Querdämpfer (23) zwischen Schwinge und Wagenaufbau eingesetzt.

Mit Hilfe der Luftfeder (16) läßt sich, wie die schematische Darstellung der Fig. 6 zeigt, in beiden Fahrtrichtungen ein Nachlauf X einstellen.

Dies geschieht durch eine Plus-Minus-Niveauregelung der Luftfeder (16), bei der die vertikale Schwenkachse (2) gegenüber der Senkrechten im Radaufstandspunkt (24) geneigt wird. Die hierdurch im Radaufstandspunkt entstehenden Richtkräfte verbessern und stabilisieren den Radlauf.

Sie behalten bei Ausfall des Stellgliedes (5) die Spurführung bei.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Wagenaufbau
1′ Wagenkastenboden
2 Radkasten
3 Antriebsrad
4 Schwenkachse
5 Stellglied
6 Radführungsschwinge
7 Radträger
8. 8′ Schwenklager
9 Lenkhebel
10. 10′ Bolzen
11 Spurhebel
12 Spurstange
13 Bolzenhalter
14. 14′ Lagerbock
15 Megiverbindung
16 Luftfeder mit Anschlag
17 Stoßdämpfer
18 Querhaupt
19 Innerer Federtopf
20 Äußerer Federtopf
21 Schraubenfeder
22 Stoßfdämpfer
23 Querdämpfer
24 Senkrechte im Radaufstandspunkt

Claims

1. Einarmige Radführungsschwinge für horizontal schwenkbare Schienenräder und deren Steuerung durch Stellglieder, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Antriebsaggregat einschl. Rad (3) von der Schwenkachse (4) ausgehend nach außen angeordnet und mittels Stellglied (5) gegenüber der Radführungsschwinge (6) horizontal drehbar ist, wobei sie im Bereich des Federweges der Luftfeder (16) beweglich und im Anlenkpunkt der Lagerböcke (14. 14′) unter Zwischenschaltung einer vertikal elastischen Megi- Verbindung (15) zur Aufnahme der Längs-, Quer- und Verdrehkräfte mit der Wagenkonstruktion verbunden ist.

2. Radführungsschwinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anlenkpunkt der in einem Querhaupt (18) integrierten Lagerböcke (14. 14′) eine in Längs-, Quer- und Verdrehrichtung starr führende Federung z. B. Federbein (19-22) spurtreu mit der Wagenkastenkonstruktion verbunden ist.

3. Radführungsschwinge nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Mitten der beiden Federsysteme z. B. Luftfeder und Federbein in der vertikalen Radmittenebene angeordnet sind.

4. Radführungsschwinge nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfeder (16) mit einem Hubbegrenzten Querdämpfer (23) gegenüber der Wagenkastenkonstruktion eine tolerierte Spurelastizität zuläßt.

5. Stellglied (5) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß für die horizontale Steuerung des Rades und des Antriebsaggregates (3) neben den Grundstellungen Geradeaus- und Bogenfahrt eine zusätzliche wechselförmige Stuerkraftanregung überlagert wird, die einen regelbaren Sinuslauf des Rades herbeiführt.

6. Steuerung mittels Stellgliedes (5) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung nur eines Stellgliedes (5) die Verbindung der Spurhebel (11) mit einer Spurstange (12) erfolgt, deren Länge abhängig vom Lenkwinkel so verstellbar ist, daß die Winkelunterschiede zwischen kurveninnerem- und äußerem Rad eingestellt werden.

7. Radführungsschwinge (4) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von der Fahrtrichtung eine plus-minus-Niveauregelung erfolgt, wordurch ein Nachlauf der vertikalen Schwenkachse (2) eingestellt wird. (Fig. 6)