DE4320789A1 - Querintegral-Fahrwerk, insbesondere für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein zwei- oder mehrrädriges Fahrwerk mit sehr niedrigen unabgefederten Massen und einem insgesamt sehr niedrigen Eigengewicht. Dieses Fahrwerk ist insbesondere für Schienenfahrzeuge geeignet.

Fahrwerke von Schienenfahrzeugen müssen einerseits die Spurführung im Gleis sicherstellen; andererseits muß die Beanspruchung der Schienen und der anderen Elemente des Gleises durch Massenkräfte unabgefederter Fahrwerksteile, wie Räder, Achsen, Bremsen, An­ triebe und anderer Bauteile wegen der damit verbundenen Ver­ schlechterung der Gleislage möglichst klein gehalten werden. Zu diesem Zweck müssen die unabgefederten Massen insbesondere schnellfahrender Schienenfahrzeuge so gering wie möglich gehalten werden.

Es ist bekannt, daß zur Erfüllung dieser Aufgabe leichte Werkstoffe oder ein neuartiges Fahrwerksprinzip mit in Längsrichtung zur Fahr­ werksachse angeordneten elastischen Führungslenkern (DPA P 42 21 544.7 vom 01.07.92) geeignet sind.

Dabei bereitet allerdings die Abstützung der Räder in Querrichtung einige Schwierigkeiten, weil die Radkräfte in Verbindung mit den bei der Radanordnung entstehenden Hebelarmen große Kippmomente um die Längsachse des Fahrwerks erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine um die Längsachse steife Radführung zu erhalten und die vertikale Einfederung der Räder zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Räder auf Radträgern drehbar gelagert sind, die je für sich an untere und obere Federblattlenker angeschlossen sind, welche quer zur Längsachse des Fahrwerks verlaufen und die Radkräfte von den Rädern auf einen sich vornehmlich in Richtung der Längsachse erstreckenden Fahrwerksträger übertragen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Federblatt­ lenker und der vornehmlich sich in Richtung der Längsachse des Fahr­ werks erstreckende Fahrwerksträger zu einem großflächigen Bauteil zusammengefaßt werden. Es kann sich als zweckmäßig erweisen, den flächigen Fahrwerksträger je nach den gewünschten Eigenschaften als einschichtiges sphärisch gekrümmtes Schalentragwerk oder als zwei­ schaliges Tragwerk auszuführen.

Um die in den drei Richtungen vertikal, quer und längs notwendiger­ weise unterschiedlichen Steifigkeiten zur Führung der Räder zu er­ reichen, läßt sich das Schalentragwerk bei der Auslegung in Schalen­ dicke, sphärische Krümmung, Gestaltung der Schalenränder und Abstand der Schalen sowie Aussteifung der Schalen gegeneinander variieren.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß statt einer Vielzahl von Bauteilen nur einige Bauelemen­ te erforderlich sind. Dadurch werden Fahrwerke für Schienenfahrzeuge extrem leicht. Außerdem reduzieren sich die unabgefederten Massen, die bei hohen Fahrgeschwindigkeiten große Gleisbeanspruchungen her­ vorrufen. Ferner ist ein deutlich geringerer Bauaufwand zu erwarten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beiliegenden Skizzen dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt das QuerIntegral-Fahrwerk in der Draufsicht. Die Räder 1 sind drehbar auf oder in den Radträgern 2 gelagert, die ihrerseits jeweils an einem unteren elastischen Federblattlenker 3 und einem oberen Federblattlenker 4 angeschlossen sind. Die Feder­ blattlenker 3 und 4 wiederum sind an den sich vornehmlich in Längs­ richtung erstreckenden Fahrwerksträger 6 angeschlossen, in den das Gewicht des Wagenkastens über die zentral angeordnete Tragfeder 7 eingeleitet wird.

Fig. 2 zeigt das QuerIntegral-Fahrwerk in der Vorderansicht. Die Bezeichnungen der Elemente sind die gleichen wie in Fig. 1. In einer besonders zweckmäßigen Form wird der Fahrwerksträger 6 als Hohlkörper ausgebildet. In dieser Form kann z. B. das Gehäuse eines Getriebes oder einer Motor/Getriebe-Einheit direkt die Funktion des Fahrwerkträgers 6 übernehmen.

In Fig. 3 ist ein weiteres QuerIntegral-Fahrwerk in perspektivischer Darstellung zu sehen.

Die Räder 1 sitzen drehbar angeordnet auf kurzen Achsen 8. Die vier Achsen 8 sind durch ein flächiges in den beiden Hauptrichtungen längs und quer gleich oder unterschiedlich gekrümmtes Schalentragwerk 9 derart miteinander verbunden, daß vertikale Bewegungen der Räder 1 je für sich gegen die Elastizität des Schalentragwerks 9 möglich sind, während Quer- und Längsschiebungen der Räder 1 durch große Steifigkeit des Schalentragwerks 9 in diesen Richtungen praktisch unterdrückt werden.

Fig. 4 stellt eine weitere Ausgestaltung dar. Die Räder 1 und die zugehörigen Radträger 2 sind bei diesem Prinzip an ein zweischaliges Flächentragwerk angeschlossen, das auch einer unteren sphärisch gekrümmten Tragschale 10 und einer oberen eben­ falls sphärisch gekrümmten Tragschale 11 gebildet wird. Die Trag­ schalen 10 und 11 sind im Abstand zueinander angeordnet. Zur Erzielung unterschiedlicher Steifigkeiten in den Hauptbelastungs­ richtungen vertikal, quer und längs kann sich eine unterschiedliche Konturierung des Randes der Tragschalen 10 und 11 als zweckmäßig erweisen. In der Figur sind von einer geraden Begrenzung stark ab­ weichende, in Längs- und Querrichtung unterschiedliche Randformen dargestellt.

Claims (4)

1. QuerIntegral-Fahrwerk, insbesondere für Schienenfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder auf Radträgern dreh­ bar gelagert sind, die je für sich an untere und obere Feder­ blattlenker angeschlossen sind, welche quer zur Längsachse des Fahrwerks angeordnet sind und die Radkräfte von den Rädern auf einen sich vornehmlich in Richtung der Längsachse er­ streckenden Fahrwerksträger übertragen.

2. QuerIntegral-Fahrwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Rad­ achsen, auf denen die Räder drehbar gelagert sind, an einem Fahrwerksträger angeschlossen sind, der als sphärisch ge­ krümmtes Schalentragwerk ausgebildet die Radkräfte von seinen Ecken in die Mitte der Schale derart überträgt, daß Vertikal­ kräfte elastisch abgestützt und Längs- sowie Querkräfte prak­ tisch steif ans Zentrum durchgeleitet werden.

3. QuerIntegral-Fahrwerk, dadurch gekennzeichnet, daß Querträger und Fahrwerksträger eine Einheit bilden und als mehrschaliges sphärisch gekrümmtes Schalentragwerk ausgebildet sind.

4. QuerIntegral-Fahrwerk, dadurch gekennzeichnet, daß am räumlich gekrümmten Schalentragwerk des Fahrwerkträgers durch zweckmäßige Randbegrenzungen die erforderlichen unterschiedlichen Steifig­ keiten in den verschiedenen Belastungsrichtungen erreicht werden.